Oculus研发实战分享:VR开发中的Asset 管道设计

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为何管道重要

映维网 2021年05月14日)这篇由Oculus开发者关系工程师肖恩·伯贡(Sean Burgoon)撰写的博文主要涉及游戏开发的asset管道。尽管所述主题并不特定于虚拟现实,但它对高效制作至关重要。另外,伯贡指出内容都是主观性观点,每个团队的需求都不尽相同,但希望这篇博文能够启发大家,告诉大家关于管道的价值和目的。下面是映维网的具体整理:

1. 什么是Pipeline管道?

解释asset管道的最简单方法是:将其想象为将美术和DCC工具接到游戏中的一系列管道。asset通过所述管道“流入”你的游戏。如果系统设计正确,这种流入将是简单的、可预测的和易于维护的。我们可以将整个管道抽象为下面的图例:

当然,这是一个非常简化的图例。从几乎不存在的管道(可能是网络驱动器的文件夹结构),到由专业管道工程师团队建造和维护,并由世界级动画和特效工作室使用的复杂管道,管道的复杂性各不相同。通常的游戏管道介于两者之间,而且管道的复杂性通常与美术团队和工程团队的规模直接相关。什么样的管道复杂度适合你?我们稍后再讨论。

2. 为什么说管道重要?

游戏开发是一次平衡产品需求与可用资源的持续斗争。它们很少能自然地保持平衡。事实上,可以肯定地说,我们在开发过程中都会感到资源不足。有鉴于此,花时间在管道开发可能会让人觉得违反直觉。将技术、美术或工程资源(通常都是供不应求的)投入到客户永远看不到的东西,你显然会认为有风险。同样地,如果你可以开发新的功能并在董事会评审中给投资者和/或高管留下深刻印象,继续开发管道似乎会站不住脚。

尽管上面所述都是事实,但管道开发依然极其重要。这是整个开发过程赖以生存的基础,为开发适当范围的管道所花费的时间将在以后通过提高效率、减少调试和返工时间来实现回报。

举一个具体的例子,一位独立美术负责你的VR地牢游戏。这位美术的水平和经验都非常出色,能够在所有的DCC应用程序之间无缝跳跃,并创造出令人眼花缭乱的盔甲设置和恐怖可怕的敌人怪兽。美术花了最后一天时间来润色作品。低多边形模型搞掂,纹理烘焙完成,所以问题是,你什么时候能在游戏中看到这个asset呢?好吧,根据你的管道状况,几乎是任何答案都行。

如果管道依赖于大量的美术手动干预,这可能会导致所述asset在“最后一英里”花费数天,甚至更多时间,因为美术需要尝试手动创建所有最终输出文件。美术需要确保所有文件都是正确的格式,把它们放在正确的地方,并协调所有的依赖关系。更糟糕的是,一旦asset放到游戏里面,它的外观或表现可能会有所不同。着色不同,颜色空间不同,角色艺术和动画之间的错误交流……所有这些潜在的缺陷都会导致返工和延迟,甚至会在短时间内吞噬本来是最为充分的时间表。一个好的asset管道可以提前将这种陷阱降到最低,并且当不可避免地需要返工时,其可以减少改动和快速部署的摩擦。在整个制作过程中,即使每项asset的收益微乎其微,优秀管道的潜在影响都会变得更加明显。

另一个示例是,一款内容即将发行。一路走来克服了众多波折,而成功就在眼前,然后突然之间,你在其中一个目标平台发现了一个性能问题。在对代码进行了详尽的系统性修改之后,不可避免的现实将会袭击你。你必须对角色艺术做一个优化通道,而这将影响角色几何,材质和rig。

没有什么能使这种大规模的后期工作变得容易,但一个坚实、高效的自动化管道至少可以使其易于管理。在这个场景中,从前面示例中节省的时间将能加倍。或者,花费30分钟到1小时的小烦恼,但从来不是什么“大不了”的事问题都会突然间大大减少。另外,随着美术开始疲劳,错误更容易产生,而且很难找到。把越多的工作转移到管道,你的团队就越能集中精力在手头的开发挑战。

3. 管道组成

有几乎无限多的方法可以用来分解管道,但对于本次讨论,我们将把理论管道分解为三个主要缓解:asset引入、asset管理、以及工具/环境。我们可以很容易地按规程(角色艺术、动画、FX等)将管道拆分,并且这在设计管道时是一个有用的练习。但对于高阶讨论,这三者提供了一个有用的框架。

3.1 asset引入

大多数简单的管道主要涉及asset引入,这意味着从DCC应用程序中获取asset并将其引入游戏中。这是必要的,因为美术存储的源格式通常不是你想要直接拉到引擎中的格式。即使引擎可以直接导入DCC的本机文件格式(例如Unity可以直接导入Maya的ma文件),你通常都不希望在没有某种引入处理的情况下这样做。源文件需要组织成能够简化美术的工作流程。文件中经常会存储额外的对象供参考,以及在创建asset期间非常宝贵的复杂节点历史记录和其他数据,但如果在导入之前未清除,它们可能会变成无用的或潜在的错误源。

所以在我们的简单管道中,你可能会有某种导出插件、脚本或两者的组合。最简单的形式是美术选择要包含的对象,单击导出按钮,然后选择保存导出文件的位置以便游戏引擎获取。听起来不错,但这个简单的管道有着众多潜在的故障点。以下是在这个阶段可能出现错误的简短列表:

  1. asset保存在错误的位置
  2. asset保存时覆盖另一asset
  3. 未选择对象,或选择了错误的对象
  4. 导出的源文件版本错误
  5. 忘记保存并签入这一版本的源文件
  6. 导出前,未删除对象的历史记录

无数美术和技术美术的时间都浪费在这种可以理解的人类错误上,但它们本可避免。上述例子都不应该完全依靠人为干预。每个asset都应该有一个确定性导出位置,它将被导出到哪个位置(如果没有,这本身就已经是一个问题)。

即使在单个源文件中存储多个asset(有时可能非常有用),你都没有理由不在文件中定义与确定性导出位置相对应的导出组,同时导出脚本或插件没有理由无法检查源代码管理软件,以确保美术使用的是最新版本。同样重要的是,如果没有签入,则予以警告提醒(若不能确定它来自哪个源文件和版本,导出的asset都不应出现在游戏中,因为你只需在导出时进行简单的编码)。最后,应自动处理任何asset(删除历史记录、检查无效几何图形或预算外材质计数等),并且应在导出之前以编程方式检测常见错误。关键是尽量减少美术的干预。越接近一个能够自动验证、清理、导出、命名和版本化asset的绿色按钮,对你就越好,对美术就越好,对进度就越好。

3.2 管理

除了引入asset的任务外,asset管理同样重要。在这种情况下,asset管理不仅仅是一个文件结构和命名约定。asset之间的关键依赖关系几乎总是需要管理。即使是简单的角色网格都有依赖的纹理和材质。构建和管理这种依赖关系通常是bug和浪费时间的另一个来源,但同时是一个高级管道提供帮助的绝佳机会。下面我们来看看更新角色网格的常见示例。

更新网格看起来非常简单,但它涉及其他几个规程和资源。假设我们已经有了一个基本的管道,它处理源文件的版本控制,以及导出文件的命名和放置。现在我们来看看可能的依赖关系。首先,可能有一些纹理和材质需要更新。这些纹理可能存在于PSD文件中的图层组中,并需要拆分为几个简单的单层位图文件。UV同样可能已经改变,并需要新的烘焙,或者某种程度的美术干预。新UV同时可能会影响利用角色网格和UV的视觉效果,所以需要通知FX美术,以便其重新检查。你还可能需要更新动画rig并通知动画师,以便其能够确保依然能正确读取新网格的内容。

我描述的大部分内容都可以通过合适的管道设计来处理。在最简单的层次上,维护一个在特定asset更新时需要通知的利益相关asset列表应该要简单直接,这可以节省大量的时间和麻烦。如果rigging系统为自动(绝对应该是),你可以重建rig并渲染一系列运动测试,通过电子邮件发送给角色负责人和动画负责人进行视觉验证,并通知使用旧rig的动画师。你甚至可以在导出过程中直接将它们与以前版本进行比较,从而检查某些更改(如UVs),或者可以开发一个更复杂的系统以散列代表asset不同方面的数据,从而在DCC中直接进行精细对比。这个主题可以另起一篇文章介绍,但核心观点是尽量避免用户干预,并且对于需要用户关注的地方,尽量帮助引开这种注意力。计算机擅长于无聊的管理工作,所以最好交给它们。

3.3 工具和环境

这是管道设计中最被忽视的地方之一,但同时可能是非常重要的地方之一。”环境”在这种背景下并不意味着关卡美术。这是指用户工作站的“环境”,包括DCC软件、实用程序、插件以及脚本。对于小规模环境,许多开发者都会手动处理。美术或IT工作者应该自己更新软件,而插件和脚本通常存储在网络,以便用户根据需要访问和更新。尽管这没什么问题,但它可能会导致错误和调试困难,并创建另一个潜在的人为错误点。

更好的解决方案是将开发者环境包含在管道设计中。最简单的方法是将插件、脚本和简单工具作为管道的一部分。当用户运行DCC应用程序时,你可以启动一个脚本,以确保所有相关的脚本和插件都是最新的。你同时可以运行一个nightly chron来做同样的事情。如果愿意,你甚至可以为DCC软件亲自执行所述操作。例如,确保所有美术都使用相同版本的Maya。然而,由于DCC许可证管理器和Windows的其他打包挑战,这可能比简单地同步插件和脚本更具技术挑战,对于中小型团队来说可能不实用。

除了确保及时更新和减少兼容性问题外,这种系统还将帮助技术团队精确地再现美术的调试环境,而这非常有益。这样的系统允许你定义组,以及每个组的软件和工具的版本。这样,你可以定义一个测试组(或选择进入测试组),在工作中使用几天之后才发布更新。

无论是简单还是高级,管道设计的目标基本上与以asset为中心的领域相同:尽量减少人为干预。如果要确保美术打开了正确版本的文件,没有什么理由不同样地确保其使用正确的工具,并以正确的软件版本打开所述文件。

4. 总结

我们希望这篇文章能够告诉你管道是什么,以及为何它重要。下一个逻辑问题是,什么样的管道适合你的团队?

遗憾的是,没有简单的方法来回答这个问题。这个等式中包含大量重要的输入,从项目规模、进度、技术团队规模、美术团队规模、是否有多个项目可以共享一个管道,以及从哪种管道(如果有的话)开始等等。如果你不是一个技术美术,但你已经在考虑管道和它可以为你做什么,这将是重要的第一步。

我们建议在你的开发过程中注意摩擦,然后问问你自己,这种摩擦是不是因为一个人在做一个本可轻松由计算机处理的动作。如果答案是肯定的,你将有机会设计一个合适的管道。但要小心,正如太少的管道可能造成大量的人为错误,太多的管道则可能需要大量的技术精力。平衡是关键,你对管道的理解越透彻,你就能够更好地就根据具体项目和团队设计关键的管道。

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