《当代动画》｜山水在中国民族电子游戏中的计算应用

《幻梦飞龙》借鉴中国山水的空间、色彩与意境之美，将中国山水的美学元素融入到游戏场景设计当中。

(一)空间与远近：空间建模上的美学启示

中国山水画中通过笔墨、构图和造型语言来表现意境，画面中景物的空间关系对于表达山水的意蕴和美感尤为关键。南齐绘画理论家谢赫在其专著《古画品录》中提出品评绘画的“六法”论，其中“经营位置”正指关注画面构图与布局，也即画面中事物之间的空间位置关系。通过合理的构图，一幅作品通常能够让观者迅速找到视觉中心，突出画面中的主体。在山水画中，优秀的空间构图更能够展现出山水的气势、节奏和韵味，让画面呈现平衡与和谐的美感。

《幻梦飞龙》在场景设计中就借鉴了中国传统山水的构图，在空间场景塑造上做到主次有别、虚实有分。如图1所示，进入游戏后，玩家首先化作飞龙在空中翱翔。此时玩家能够俯瞰山水远景，场景宏大而富有气势，山间云雾缭绕，河流蜿蜒曲折，更增神秘色彩。近景构图中的山石、树木、吊桥、建筑等元素排布合理且有层次，使得画面内元素在视觉上和谐统一。在玩家进行互动时，空间中可交互的元素呈现闪烁或有方向性的移动，通过色彩、形状和位置的变化起到视觉引导的作用，使玩家的视线能够跟随场景变化推进游戏。

中国古代山水追求“远”字，北宋画家郭熙在其山水画论《林泉高致》中提出的“三远法”，⁽⁵⁾即以不同的透视角度表现景物的高远、深远和平远。高远，以仰视来体现山势的巍峨，表达“自山下仰山巅”；深远，通过重山复岭、密树深溪等景象增加山势深度，描绘深邃莫测的深远空间，表达“自山前而窥山后”；平远，常用简洁笔法塑造开阔、旷远之景，表达“自近山而望远山”。

郭熙的作品《早春图》(见图2)将主要景物集中在中轴线上，以全景式的“三远法”构图，表现北方的山壑在初春时的雄伟、宁谧和生机。在一幅二维平面的绘画作品当中，为了不让画面显得杂乱，作画者通常只重点展示“三远”中的一种，但在VR游戏《幻梦飞龙》里，随着视角在场景中移动变化，玩家可以同时感受不同“远”景之美。

在游戏开始阶段，玩家随着飞龙向山水由远及近地移动，感受“平远”空间。山峦的连绵起伏与水天相接的壮阔景象，激励着玩家深入探索景观，以期发现其中蕴含的更多令人愉悦的惊喜。随着发光金龙在山水场景中穿梭，当其位于山脚时，玩家抬头仰望即可感受到山峰之高耸与山势之险峻。这种“高远”空间所带来的震撼感，如同一股强烈的气息直接冲击着观者的心灵。若玩家随着龙的视角攀升至半山腰，并远眺四周，便能目睹连绵不绝的峰峦叠嶂。在视野更远处，隐约可见一片充满神秘色彩的朦胧景致，激发着人们内心深处探索未知的渴望。正是这种“深远”之美，为整个景观增添了无限的魅力与吸引力。

五代画家董源创作的绢本设色山水画《龙宿郊民图》中(见图3)，主要描绘的是峻岭高峰。画中主峰雄伟，展现了作者壮阔的画风。此外，画中有一条支流通向长江主道，董源描绘了支流附近的景物，巧妙地引导观者的视线至江水与天际交融之地，从而显著提升了画面的空间深度。⁽⁸⁾在《幻梦飞龙》的游戏场景设计中同样可以看到相似的空间构图手法。根据图4的展示，画面右侧以雄伟的山峰作为核心元素，逐渐向纵深方向延伸。画面左侧描绘了辽阔的长江，同样向纵深方向流动，从而赋予了整个画面一种深远的空间感。在远处，一个紫色的光环尤为引人注目，吸引着玩家深入山涧进行探索。玩家将跟随飞龙的视角，在场景中动态地体验并欣赏山水的壮丽美景。

与二维平面游戏相比，在VR电子游戏中，玩家置身于一个可感知的沉浸式环境中。该环境与外界隔离，为玩家提供了一种全新的体验方式。在这种三维空间中，玩家能够自由地移动，自主选择其在游戏世界中的具体位置和观察角度，从而对游戏世界进行探索。因此，在开发具有民族特色的VR电子游戏，尤其是制作其中的山水场景时，为了充分再现中国传统山水的独特意境和氛围，需要综合考虑游戏画面中元素的布局和位置。除此之外，还需要根据游戏的具体需求，动态调整玩家的视角，以确保在空间上实现视觉上的和谐与统一。通过这种细致入微的设计，可以增强玩家的沉浸感，使其更加深刻地体验到中国传统山水的美学价值。

(二)色彩与光影：色彩运用中的情感表达

中国山水中的色彩与光影是其独特魅力的关键组成部分，反映了中国传统绘画的审美理念和文化内涵。南朝绘画理论家谢赫在《古画名录》中提出，画家在施色时应当“随类赋彩”，即在尊重客观现实的基础上，通过色彩表达个人情感与意象，从而将自然之美与艺术家的主观情感融合。水墨与色彩的和谐搭配，共同塑造了画作的视觉冲击力。水墨技巧主要体现在线条与纹理的描绘上，它精准地捕捉并呈现了山水的轮廓和构造。中国画的五种墨色“焦、浓、重、淡、清”与五种基本笔法“勾、皴、擦、染、点”相结合，创造出丰富的笔触效果，表现不同景物特点。“焦墨”干亮，线条苍劲，与“皴法”结合，表现山石沟壑；“淡墨”水分多，颜色淡明，与“染法”结合，绘制远处物象或明亮面，展现峰峦云山、夜雨昏蒙等景象。

色彩运用通过光线与阴影的对比，生动地捕捉了画面的光影效果和情感氛围，为艺术作品增添了情感表达和深远意境。⁽⁹⁾墨的深浅冷暖与色彩的明暗变化塑造了不同的画面氛围和情绪。中国山水画色彩以淡雅、含蓄为主，画家通过淡墨、淡彩营造宁静、空灵意境，强调审美的内敛和深邃。“青绿山水”以矿物颜料石青、石绿为主，体现了中国画根据随类赋彩的色彩原理将自然色彩单纯化和典型化的色彩处理方式。⁽¹⁰⁾北宋画家王希孟的作品《千里江山图》(图5)就是青绿山水的典范。

从《幻梦飞龙》的场景设计(图6)中，可见游戏中融入了中国山水的设色与笔墨技巧。美术团队提炼并融合了中国传统山水的设色特征。游戏场景中，山石以写实形态呈现，通过不同纹理与材质体现笔墨变化。例如，山石模型棱角锋利，材质粗糙，纹路清晰，光影投射强化沟壑，类似于山水中用中侧锋勾勒轮廓，皴擦体现坚硬深厚，明暗阴阳面表现石头凹凸层次。雾气模型通过调整雾气密度、雾化程度、透明度、折射率等数值，模拟淡墨渲染效果。在画面色彩上，《幻梦飞龙》借鉴了青绿山水的色彩处理方式，以赭石黄渲染山石，丰富层次感；以朱砂红设色楼阁，增添厚重感；随飞龙穿梭可见石青色点缀山间树木，提染山石轮廓，使画面色彩润泽鲜亮。亭台楼阁、水墨丹青与淡青的天空、层峦山景相映成趣，植物青绿与建筑朱砂色点缀其间。远处的山景以泼墨形式表现雾气朦胧，与近景形成对比，画面雅逸而有韵律。《幻梦飞龙》不仅呈现了中国山水技艺，更是对中国传统文化哲思的致敬。

如前所述，VR具备沉浸、交互和想象的三大基本技术特征，那么《幻梦飞龙》如何依托VR的三大特征，在游戏机制设计、视觉建模和技术实现等方面进行技术创新?

(一)游戏机制设计

VR游戏《幻梦飞龙》不仅通过山水展现了中国传统艺术的美学特征，而且通过游戏机制和角色设计传递了中国传统文化的美学意蕴和哲学思想。VR的沉浸和交互性为游戏创作提供了新的表现手段和艺术语言，使得游戏能够以更加沉浸和互动的方式呈现文化内容。《幻梦飞龙》在游戏机制设计上巧妙地融合了山水游览与得分竞赛的元素。游戏设置了挑战任务，使玩家在欣赏山水美景的同时，也能体验到竞技的乐趣。如图7所示，游戏界面包括得分显示和倒计时功能。玩家通过VR手柄控制飞龙在峡谷中移动，同时观赏壮丽的山水景观。游戏中共有九个紫色光圈作为引导，当飞龙穿过这些光圈时，会产生粒子效果并随即消失。此时，中心建筑上方会随机放烟花，同时左上角的得分显示会相应增加10分。当倒计时结束时，游戏会显示玩家的总得分。如果所有光圈在倒计时结束前被触发，中心建筑将上演一场大型烟花秀，此时光圈会恢复，倒计时和得分也会重置，标志着游戏的一个回合结束。

在2024年龙年新春之际，游戏《幻梦飞龙》的开发团队巧妙地在游戏关卡中融入了烟花粒子特效，旨在提升游戏环境的氛围，提升游戏的整体品质，并增强玩家的沉浸感。此外，游戏还结合了由人工智能(AI)生成的中国风背景音乐，包括古筝、笛子等中国传统乐器的旋律，为玩家营造了一种古朴而喜庆的传统中国新年氛围。这种音乐与游戏环境的结合，不仅为玩家提供了一种独特的文化体验，也巧妙地传达了开发团队对玩家新年的祝福。

(二)视觉建模

VR游戏《幻梦飞龙》的视觉建模主要分为四个部分，包括：场景建模、角色建模、特效制作以及用户界面(UI)设计。

在场景建模阶段，设计团队选用了虚幻引擎(UE)作为主要渲染和制作工具。UE是电子游戏开发领域广泛采用的引擎之一，以其卓越的图形渲染能力著称，能够生成包括逼真的光影效果、粒子系统，以及水面模拟在内的高质量视觉效果。此外，UE的物理引擎能够精确模拟现实世界中的物理现象，如重力作用、物体碰撞和摩擦力等。在游戏场景的建模过程中，《幻梦飞龙》设计团队充分利用UE的图形渲染和物理模拟能力，将三维模型素材导入UE后，遵循了一系列标准化的建模流程，如图8所示。这一流程包括了地形的创建、基础环境的搭建、根据具体需求构建白盒模型、调整环境的光影效果、植被的生成、建筑资产的布局以及材质的调整。最终，通过添加云层、雾效和烟花等特效，完成了场景的视觉效果。

在《幻梦飞龙》的角色建模阶段，设计团队专注于创建游戏的中心角色——一条金色的发光飞龙。该角色的建模工作主要采用三维建模软件Blender，以传统中国龙为蓝本，精心设计了其鳞片、龙须、龙爪等细节，力求在视觉上真实还原中国龙的形象。完成基础模型的构建后，模型被导入UE进行材质的进一步细化，如图9所示。设计团队为飞龙赋予了金色透明玻璃材质，并设计了旋转飞行的动作，以此来塑造其威严的整体形象。考虑到《幻梦飞龙》需要通过个人电脑进行体验，而电脑的算力存在一定限制，为了确保游戏运行的流畅性，设计团队在画面精度上做出了策略性的优化。具体而言，团队选择在过场动画中展示高精度的飞龙模型，在实际游戏场景中则简化了模型的复杂纹理和玻璃材质，仅保留了其发光效果。此外，游戏的摄像机视角跟随飞龙的位置和方向，为玩家提供了一种以飞龙视角穿梭于山水之间的沉浸式体验。

在《幻梦飞龙》的特效制作环节中，设计团队主要关注了两个关键的视觉效果：紫色光圈的爆炸效果以及烟花特效。这些特效的制作采用了Niagara VFX系统，这是UE中用于创建和调整视觉效果的核心工具。紫色光圈及其爆炸效果的实现涉及复杂的视觉和音频设计，通过Niagara精心打造而成。当玩家控制的飞龙与紫色光圈发生虚拟碰撞时，游戏会利用物理引擎的碰撞检测功能。碰撞发生后，原有的光圈视觉效果会被禁用，取而代之的是精心设计的光圈爆炸特效，同时还会触发相应的爆炸音效，增强玩家的沉浸感。此外，烟花爆炸的视觉效果同样通过Niagara制作，游戏中为不同颜色的烟花设计了特定的发射器。每当飞龙与紫色光圈相碰撞，相应的烟花爆炸特效会被激活，并伴随着烟花爆炸的音效，如图10所示。玩家在限定的倒计时时间内成功触发九个紫色光圈后，游戏会在场景中心的阁楼上方展示一场壮观的烟花表演，同时游戏会播放庆祝成功的音乐，以此向玩家传达游戏完成的信号。

在《幻梦飞龙》的UI设计阶段，开发团队采用了创新方法将VR手柄的按键功能映射至飞龙的移动控制上。这种设计允许玩家利用VR手柄直观地操控飞龙的飞行动作。类似地，VR手柄的按键映射技术也被应用于游戏用户界面的交互设计中。通过访问玩家的摄像机管理器，设计团队能够精确设置UI的位置和旋转角度，确保UI元素始终正对用户视角，从而优化了用户的视觉体验。此外，通过集成控件交互组件，玩家能够使用VR手柄与UI元素进行互动，执行如点击确认等操作。《幻梦飞龙》的用户界面是利用虚幻引擎中的示意图形界面设计器(UMG)来构建的。UMG作为一个强大的UI设计工具，其核心在于控件的使用。通过组合不同的控件，设计团队能够创造出丰富多样的图形界面，以满足玩家的交互需求和提升游戏的视觉呈现。

(三)技术实现

VR游戏通常可以由两类硬件进行呈现，包括个人电脑虚拟现实(PCVR)和虚拟现实一体机(Standalone VR)。它们在连接性、硬件配置以及便携性等方面存在显著差异。PCVR需要连接到一台性能较强的个人电脑来运行，依赖PC的硬件资源进行图像渲染和处理。因此，PCVR通常能提供较高的图像质量和更复杂的交互体验。然而，这也意味着PCVR系统由于需要连接电脑，使用起来相对不够便携。相比之下，VR一体机是独立设备，内置处理器、显示屏和传感器，无需连接外部电脑或游戏机即可运行。它们提供了较好的便携性和无线使用体验，使得用户可以在没有太多线缆束缚的情况下自由移动。不过，由于一体机的硬件配置相对有限，其图像质量和处理能力通常不如PCVR。

在VR游戏《幻梦飞龙》中，开发团队巧妙地将中国山水的深远美学意蕴融入游戏设计，利用VR技术使玩家能够以飞龙的视角在山水间自由穿梭，享受沉浸式体验。为了确保游戏的高质量画面表现，团队选择了PCVR硬件平台，并采用OpenXR这一开放标准来实现对VR设备的访问。OpenXR提供了一系列关键特性，包括对VR手柄等外设状态的读取、追踪位置的预测以及渲染帧的提交等。其标准化API的最大优势在于能够允许开发者一次性编写代码，并在所有支持OpenXR的硬件上运行，显著降低了跨平台开发的工作量和成本。基于此，开发团队成功地在Oculus Quest和PICO等品牌的VR设备上部署了游戏。

图11展示的VR头显设备作为游戏的显示终端。通过使用Virtual Desktop、Quest Link、Pico互联等串流软件，游戏画面得以在电脑与VR头显间高效传输。在电脑上运行的VR应用集成了OpenXR插件，使得应用能够支持OpenXR API，并与各种符合OpenXR标准的XR设备(包括VR、AR、MR)进行六自由度(6DOF)的交互和渲染。

串流软件的工作机制涉及PC端和VR端的协同。PC端负责捕获并实时编码压缩桌面画面，然后通过高速接口如USB4或WLAN传输至VR头显设备。VR头显接收到视频数据流后，进行实时解码并展示在VR显示屏上，根据画面流进行渲染，为用户带来深度沉浸的虚拟现实体验。

科技与艺术的结合正在成为当代文化发展的重要趋势。在这一背景下，中国传统山水的元素被巧妙地融入到民族VR电子游戏中，不仅丰富了游戏的艺术内涵，也为传统文化的传承与创新搭建了桥梁。VR技术的引入为传统山水带来了全新的表现形式。玩家现在可以通过虚拟现实技术，身临其境地体验那些曾经只在画卷中出现的壮丽山水。这种沉浸式体验打破了传统平面电子游戏的局限，使玩家仿佛穿越时空，真实地置身于山水之间。VR电子游戏通过其独特的大视域无边界场景、自由探索的视角以及立体沉浸式的空间声场，极大地拓展了玩家的感知维度。这种全方位的感官体验使得玩家不仅仅是在玩游戏，更像是在亲身体验一场文化之旅。通过VR手柄的精确控制，玩家可以与游戏世界进行多种互动，这不仅提升了游戏的趣味性，也使得玩家能够更加深入地理解和欣赏中国传统艺术的独特魅力。

将中国传统山水与VR游戏场景相结合不仅是一种技术创新，更是对传统文化的深刻尊重和创造性转化。这种结合让传统艺术跨越时空的界限，以一种现代的方式呈现给全世界的玩家，从而促进文化的传播和交流。对于国内游戏产业而言，这种融合传统与现代的创新尝试不仅有助于增强文化自信，也为国产游戏在国际市场上赢得了更多的关注和认可，展现了中国文化的多样性和创新力。

*本文系国家重点研发计划项目“数字人智能生成及驱动关键共性算法”项目编号：2022YFF0902302)、国家自然科学基金项目“基于人工智能的绘画艺术关键技术研究”(项目编号：62176006)阶段性成果。