次时代游戏技术在历史文物中的应用

毛景孟 储蕾芳

摘要：如今，次时代美术的技术已经相当成熟，各大游戏公司都把次时代游戏定为游戏开发的主要方向，更美、更真、更沉浸成为次時代游戏的主要追求目标。中国上下五千年文化孕育了灿烂文明，历史文物则是这些文明最好的见证。将次时代游戏技术运用到历史文物中，能让历史文物以数字化的方式进行传承，也会促进数字博物馆的发展。本文以侯马陶范为例，使用次时代游戏技术对陶范数字化传承进行了研究，通过次时代游戏技术还原历史文物的真实面孔。将历史文物与次时代游戏技术深度融合，以新的数字形式、新的观看感受、新的体验模式使人们更加注重历史文物的价值与魅力。

关键词：次时代游戏技术；侯马陶范；历史文物

一、次时代游戏技术概述

（一）次时代游戏技术概念

“次时代”由日语原字“次时代”传入中国，字面上指“下一代”游戏。次时代游戏技术通过增加三维模型面和贴图质量的技术，使用次时代游戏引擎，使传统游戏在画质和效果方面有了质的提升。次时代游戏具有高科技以及高水准的艺术内涵，是一种高成本、高体量、高质量的游戏。国内外的各大游戏公司都把次时代游戏定为游戏开发的主要方向，并不断研发新技术和新的体验形式加入游戏之中，给玩家带来更完善、更沉浸的体验。

次时代游戏之所以能够让人有身临其境的视觉体验，是因为其模型本身已经达到了超高的写实程度。次时代美术利用强大的雕刻建模技术创造出3D模型的细节，并绘制高质量的贴图，让原本平淡无奇的白模变得精美。现代科技水平日新月异，玩家对于游戏质量的要求也越来越高。

（二）次时代游戏制作流程

1.概念设定

概念设计主要是对游戏氛围、游戏世界观的表现进行设计，需要根据前期策划文案设计出完整的游戏方案，其中包括角色、场景、道具，给后期的模型制作和动画制作提供标准和依据。

2.游戏模型制作、拆分UV

游戏角色、场景设定确定后，会进行模型制作。次时代模型制作根据细节的不同可以分为两种表现形式：高模（高面数高精度模型）和低模（低面数模型）。不同面数的模型制作需要不同的软件。目前，业内制作高精度模型的软件为Zbrush。Zbrush青大的笔刷可以精准地刻画模型各个部位的细节、纹样、造型等。低模则需要利用拓扑功能，使模型能够符合次时代游戏的低面数要求。低模会根据高模减少面数，在精简面数的同时合理布线，方便后续模型的动画制作。模型制作完成后，会拆分模型UV，也就是把3D模型拆开，变成2D平面，方便后续的贴图绘制。UV能够使贴图精准地对应到模型表面。

3.贴图绘制

贴图绘制可以说是给模型添加外衣，使模型拥有高精度的纹理、质感。贴图主要分为Diffuse漫反射贴图、Reflection/Specular反射贴图、Normal法线贴图、Metalness金属度贴图。

4.绑定骨骼

贴图绘制完成后，需要根据模型关节、肌肉合理地绑定骨骼，方便后续的动画制作。

5.动画制作

绑定完骨骼以后，会根据游戏要求对模型进行动画制作，还会考虑到模型的穿帮以及协调。

6.引擎渲染测试

将模型导入引擎中渲染测试，调试灯光，检查是否有模型和动画的变形和穿帮。

二、侯马陶范的相关概述

晋国是周代重要的封国，是春秋五霸之一，也是称霸时间最长的。晋景公时迁都新田，称为新绛，现遗址位于山西南部的侯马市。20世纪50年代，在侯马市发现了规模庞大的晋国作坊遗址，面积约20万平方米，其中铸铜遗址出土陶范三万余块，可分辨器形有1000多件，可配套器形多达100件。出土的陶范从容器模具上可以分为鼎模、豆模、壶模、舟模、鉴盘模等；从类别上可以分为乐器、礼器、武器、工具、车马器、生活用品、小型器物类、人物模、动物模、文字模等；从纹样上分为蟠螭纹模、兽面纹模、龙纹、蟠虺纹模、凤纹、云纹、花朵、叶形纹饰模和其他纹饰模等。

三、侯马陶范的重要意义

侯马铸铜遗址是目前国内发现规模最大、遗存内容最为丰富的青铜时代铸铜遗址。侯马陶范是晋国青铜文化发展到顶峰的产物，出土的器形纹样种类覆盖了当时晋朝青铜器的大多数。古朴厚重、美轮美奂的晋式青铜器通过贡纳或交换，流通领域覆盖北方大地，在山西、陕西、内蒙古、河南、河北等地曾多次出土晋器，它融合了周文化并成为中原文化的先进代表，侯马陶范就是典型，它使不少流散的晋式青铜器得以确认。侯马陶范具有复杂的解剖分型和美轮美奂的纹样，其在制造和纹样雕刻上给人们提供了在青铜器上无法获得的观看效果。因此，它对晋国青铜文化乃至中国青铜文化的研究都具有重要的价值。

四、当前历史文物在博物馆展览创新、不足的分析

当前博物馆大多还是采用展柜陈放进行展览，在展品旁加以文字介绍。这种传统的展览方式持续了很多年，一个展柜数个展品，让人眼花缭乱，很多游客走马观花，每个展柜胡乱扫一眼，匆匆而过。只有少数大型展品或者极其精美的展品会陈列在自转台上，多数展品都只是平放在展柜之中，那么平放在展柜中的展品另一侧就是视野盲区，当两侧花纹不同时，只能有一侧被游客观赏到，让人遗憾。

随着科技的飞速发展，通过虚拟现实技术以及文物扫描技术，一些展馆的网站已经上传了多个文物的三维扫描模型，这种扫描模型在外形上精准地还原了历史文物，但是在纹理上只是以一张漫反射贴图去还原历史文物的真实纹理和材质。山西博物馆就采用了三维扫描技术（图一），给线上博物馆提供了新的观赏模式。但这样的还原方式忽略了历史文物的纹理以及历史留下的痕迹，使扫描模型变成一个看起来像历史文物的光滑模型。

五、“文物”次世代化对策研究

“文物”次世代化不仅需要运用前沿的次世代制作技术以及性能强悍的工作站，同时需要融合社会学、人类学、计算机科学、历史学等诸多前沿理论和方法来保驾护航。接下来以山西省侯马市侯马陶范为例，说明“史物”次世代化主要采用的技术。

（一）建立侯马陶范数据库

建立数据库有利于陶范的数字化保护，有利于促进数字博物馆的发展。侯马陶范不仅是晋朝文明的表现，更是古人的智慧结晶。科技的飞速发展使传统文物突破了展示时间、空间、观看方式上的局限，再结合次时代游戲技术还原陶范的真实材质和质感，在三维世界里还原一个真实的侯马陶范。

基于次时代游戏技术的数据库不能像传统的博物馆那样，采用三维扫描技术简单地恢复模型外形以及粗糙的贴图，而是需要选择还原程度高的三维扫描机器清晰地扫描出模型的外形，再根据模型本身在三维软件中调整造型的精度。模型制作完毕后，需要对模型进行烘焙，使模型成为边数良好的四边面模型。然后进行模型的UV拆分，以便于贴图的制作。贴图时应采用PBR流程根据现有陶范的材质以及质感进行绘制。最后进行渲染上传（图二），使模型可以在网页引擎中流畅运行。

数据库的建立也要考虑陶范的分类，在数据库中以类别和纹样进行分类。类别中根据礼器、乐器、武器、工具、车马器、生活用品、人物、动物等进行分类，纹样以蟠螭纹、兽面纹、龙纹、蟠虺纹、凤纹、云纹、花朵、叶形纹饰模和其他纹饰模进行分类。严谨的分类可以为以后朝代不明或纹样不明的青铜器物提供更多的参考数据。同时，也为历史文物数字保护手段提供了技术尝试，并为社会大众开放了在线的“真实”数字文物。

（二）基于次时代美术的侯马陶范流程再现

为了更好地传播侯马陶范，使人们可以快速地了解晋朝青铜器物的制作方法，可以制作一款次时代游戏。游戏可以更快、更有效地传达信息，青铜器从制作到完成经过了数道工序，这些工序正好可以作为游戏的关卡。青铜器的制作工序分为以下步骤。第一，制模。侯马陶范采用模范浇铸法铸造青铜器，先要制作青铜器物的“模”。第二，制外范。“模”要设计成青铜器的样子，再以泥土压在模子上翻一个外范。第三，制内范。要制作一个体积与容器内腔相吻合的内范。第四，合范。经内外范结合，中间的空隙叫作型腔，间隔距离就是所铸器物的厚度。最后浇铸。

陶范流程次时代化让人可以身临其境，不管是以手机游戏发行，还是以虚拟现实游戏发行，都可以让人们在游戏中体验制作青铜器物的困难，使大众认识到中国古人的智慧。模范浇铸法需要经过多种工艺流程，其制作流程复杂，雕刻纹理精美，文字描绘并不能清楚地还原各个流程。采用次时代游戏技术可以将早已失传的模范浇铸法清晰地还原出来，让体验者可以亲手制作一个属于自己的数字青铜器。

六、结语

以次时代美术为主体，将次时代游戏技术用于历史文化遗产的修复和保护，能使历史更加真实、更加完美地呈现出来，更能加快数字博物馆的建设，对研究中国文物起到了极大的推动作用。科学的运用数字化是中国历史文化遗产保护发展的新趋势。

作者简介

毛景孟，1998年生，男，汉族，山西临汾人，上海工程技术大学中韩多媒体设计学院艺术硕士，研究方向为数媒与影像数字化。

通信作者：储蕾芳，女，指导教师。

参考文献

[1]杨欢.侯马铸铜遗址出土陶模分型研究[D].西安：陕西师范大学，2015.

[2]曹芳，严增镔，曹彬才，等.次时代游戏技术在虚拟环境交互设计中的应用研究[J].影像技术，2017，29（05）：79-82.

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[5]罗运毛.次时代游戏角色模型创建应用研究—以ZBrush软件为例[J].安阳工学院学报，2018，17（04）：66-68.