FPS游戲中槍械模塊的音頻設(shè)計(jì)思路
大家好，我是JYUN，近期作為音頻設(shè)計(jì)師參與開發(fā)了一款FPS端游，梳理了一些開發(fā)過程中碰到的設(shè)計(jì)點(diǎn)，希望和同行老師朋友分享交流。文本內(nèi)容基于個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和理解，僅供參考。
本文共分為4個(gè)模塊，分別是：
槍聲素材的混音（Mixing of Gunshot SFX）
槍聲的播放邏輯（Playback logic of Gunshot sounds）
子彈破風(fēng)的播放邏輯（Playback logic of Bullet Flyby sounds）
子彈碰撞的設(shè)計(jì)思路（How to do Bullet Impact sounds）
模塊1：槍聲素材的混音（Mixing of Gunshot SFX）
第一人稱游戲中包含很多不同的聲音：各類語音、3d音效、氛圍以及音樂等。確保關(guān)鍵聲音在游戲中能被玩家聽清，是音頻設(shè)計(jì)師的核心任務(wù)（之一）。對(duì)于FPS游戲而言，槍聲就是關(guān)鍵聲音（之一）。
槍聲是非常有特質(zhì)的音效：由于爆破聲的存在，音頭較大，容易觸發(fā)中間件的總線壓縮的同時(shí)，也容易觸發(fā)（易被玩家聽見的）中間件的空間混響。而游戲的Headroom不是無限的，如果槍聲素材在混音這一環(huán)節(jié)沒有做好，在游戲中就會(huì)過多地觸發(fā)母線壓縮或壓限，導(dǎo)致音頭缺乏力度和打擊感，俗稱的“糊”或“扁”。
制作槍聲的方法，有很多老師提過，這里就不贅述了。我的經(jīng)驗(yàn)是，想要在音頻引擎中更好地播放，最好把槍聲作為one shot素材文件導(dǎo)出，這樣可以更好地控制聲音表現(xiàn)，同時(shí)也節(jié)省性能（當(dāng)然，針對(duì)某些特定的設(shè)計(jì)，拆分音效分層配置于Wwise中播放也是必要技巧，但并非本文的重點(diǎn)討論對(duì)象）。
這里提兩個(gè)步驟，可以幫助槍聲在游戲中爭(zhēng)取到更多的清晰度和響度。
1. 避免音效中包含過度凹陷的頻段
對(duì)于大部分玩家而言，聽音環(huán)境并不像專業(yè)監(jiān)聽環(huán)境那么“全頻”，這樣“非全頻”的聽音環(huán)境會(huì)造成音頻設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)思路不能很好地傳達(dá)。舉個(gè)例子：
我制作了音效A。音效A在1khz~2khz有頻段凹陷，但由于其他頻段比較豐滿，所以我沒有太在意凹陷的頻段。在某臺(tái)手機(jī)的喇叭上播放時(shí)，由于這個(gè)喇叭的其他頻段的表現(xiàn)都很弱，但1khz~2khz的表現(xiàn)尤為突出，那么音效A在這個(gè)喇叭上的響度就會(huì)比別的音效更低。
如果你的槍聲剛好和音效A有同樣問題，那么在這臺(tái)手機(jī)上，這個(gè)槍聲會(huì)容易被其他聲音給掩蓋掉。
最直接的解決方法是給音效A增加1khz~2khz的聲音素材，或用均衡器解決。但最重要的是意識(shí)到問題的存在，用Fabfilter Q3的頻譜儀可以方便地監(jiān)測(cè)出問題。
可見，只要監(jiān)測(cè)出音效中存在過度凹陷的頻點(diǎn)，修復(fù)的方式是不唯一的。針對(duì)頻點(diǎn)凹陷的問題，還可以使用多段飽和器（如Fabfilter Saturn 2或Steinberg QuadraFuzz）來解決，此處不贅述。?
2. 控制音效電平峰值
槍聲這種大音頭的音效，通常會(huì)作為側(cè)鏈源，來壓縮別的音效（或音樂）。但播放數(shù)多起來之后，槍聲的大音頭依然容易觸發(fā)中間件的母線壓縮和壓限，導(dǎo)致槍聲變糊。所以我們需要一個(gè)工具來控制音頭，爭(zhēng)取更多的Headroom，卻不改變整體音色。
最直接有效的方式是使用削波器，這里推薦的削波器是Submission Flatline。
可見，削波器在一定程度上，可以保證素材音色的純凈，同時(shí)控制峰值。但不同削波器有不同的生成諧波的行為，實(shí)際使用時(shí)還需具體情況具體分析。
模塊2：槍聲的播放邏輯（Playback logic of Gunshot sounds）
射擊游戲的戰(zhàn)斗系統(tǒng)通常都是圍繞槍支彈藥展開，如何將琳瑯滿目、種類繁多的槍械表現(xiàn)好，是音頻設(shè)計(jì)的重心。
盡管在同一個(gè)射擊游戲中，可能包含著差異性巨大的不同武器，但總結(jié)下來會(huì)發(fā)現(xiàn)，游戲中包含的武器，都是以幾種不同類型的現(xiàn)實(shí)原型來展開設(shè)計(jì)（原型包括但不限于：手槍（Pistol）、突擊步槍（AR）、狙擊步槍（SR）、霰彈槍（SG）、沖鋒槍（SMG）和噴射器等）。
其中手槍、狙擊槍和霰彈槍的音效，大都是One Shot播放。真正需要?jiǎng)幽X筋的是連發(fā)、全自動(dòng)和循環(huán)型音效。根據(jù)項(xiàng)目的需求，槍聲播放邏輯的復(fù)雜性天花板非常高。
以前有老師講解過如何在中間件中配置槍聲，其中提到將資源渲染成包含多次槍聲的長(zhǎng)文件，用音樂軌播放，適用于全自動(dòng)射擊的槍械。這個(gè)方法很巧妙，但由于我參與的項(xiàng)目有實(shí)時(shí)變化射速的需求，所以只能另辟蹊徑。以下是我的思路：
類型1：連發(fā)模式（Burst Mode）
對(duì)于某些AR或SMG的連發(fā)型點(diǎn)射，可采用序列容器嵌套隨機(jī)容器的方式：
如上圖，在序列容器內(nèi)嵌套若干個(gè)隨機(jī)容器（此處范例為3），在隨機(jī)容器中配置槍聲多樣本（相鄰播放的兩次隨機(jī)容器中的多樣本最好不同）。
隨后，在序列容器的Playlist中，配置播放數(shù)量及順序（該武器設(shè)定為3連發(fā)。則配置數(shù)量=3）：
然后在序列容器中配置play mode。此處希望每次觸發(fā)事件都觸發(fā)一次3連發(fā)，所以選擇Continuous，即每次觸發(fā)事件，該序列容器的playlist都會(huì)依次播放完。隨后勾選Transitions，類型選擇為Trigger rate，Duration則根據(jù)武器設(shè)定的射速來設(shè)置（該武器設(shè)定的射擊間隔為67ms，則輸入0.067）。
最后在每個(gè)隨機(jī)容器都掛上pitch隨機(jī)化，并且保證每個(gè)聲音開始的位置都在音頭上（全自動(dòng)模式同），就可以預(yù)覽效果了：
類型2：全自動(dòng)模式（Full-Auto Mode）
為了滿足“射速能實(shí)時(shí)變化”的需求，這里提供如下思路：
使用隨機(jī)容器裝載槍聲文件（如上圖），Play Mode選擇Continuous，并勾選Loop，在Transitions下方的Duration填寫武器的基礎(chǔ)射速（此處為100ms，下圖）：
接著使用2個(gè)事件來控制射擊的啟/停（當(dāng)玩家射擊時(shí)調(diào)用play event，當(dāng)玩家停止射擊時(shí)調(diào)用stop event，參考下圖）。Stop event需要寫上Fade Time防止鬼畜，為了能夠及時(shí)停止，建議寫100ms以下的值（此處為50ms）：
隨后，配置一條rtpc，用于控制射速（下圖）：
（如上圖）這里的rtpc取值為（0，2），其中1為原始射速（Y=0）；0為最慢射速（Y=31ms，意為射擊間隔增加31ms）；2為最快射速（Y=-19ms，意為射擊間隔減少19ms）。
配好后預(yù)覽效果：
類型3：噴射型武器
這個(gè)類型應(yīng)用于鐳射槍和噴火器等槍械，這類武器的共同點(diǎn)在于發(fā)射瞬間都會(huì)有強(qiáng)音頭，音頭過后則為L(zhǎng)oop型的噴射/照射音效，所以這里選擇的是混合容器嵌套的思路：
其中shot文件為射擊音頭，loop1和loop2為持續(xù)的噴射/照射音效，使用多個(gè)loop文件是為了降低玩家聽出循環(huán)點(diǎn)的概率，所以loop1和loop2最好為不同長(zhǎng)度的音頻文件。隨后在loop1和loop2容器上勾選循環(huán)：
和類型2：全自動(dòng)模式一樣，使用兩個(gè)event分別控制武器射擊的啟/停。效果如下：
模塊3：子彈破風(fēng)的播放邏輯（Playback logic of Bullet Flyby sounds）
子彈破風(fēng)音效，是射擊游戲中緊張感的來源之一，也是刻畫戰(zhàn)場(chǎng)的重要因素，可以說是沉浸感的必要條件。
子彈破風(fēng)音效可用于回調(diào)美術(shù)特效，以確保聲畫的一致性。但由于我參與的項(xiàng)目，子彈飛行速度較慢，所以最終選擇了另一個(gè)思路來實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能：
假設(shè)圖中藍(lán)色人體模型為第一人稱游戲的玩家模型（Camera以及Listener應(yīng)該配置在這個(gè)人體模型的頭上），綠色為游戲引擎中的球狀碰撞體，將其以Listener為圓心來配置（圓的直徑根據(jù)游戲所需收聽的子彈范圍來決定），結(jié)果如下：
之后需要為游戲中的子彈配置可觸發(fā)碰撞的Game Object。當(dāng)子彈碰撞Listener周圍的球狀體時(shí)，就調(diào)用Bullet Flyby的事件。同時(shí)，子彈的入射角會(huì)反饋角度信息，來控制Wwise中的轉(zhuǎn)換容器。
接下來，展開講Wwise的配置方式：
如上圖，子彈碰撞球狀體后觸發(fā)轉(zhuǎn)換容器，其下有9個(gè)子隨機(jī)容器，分別對(duì)應(yīng)9種不同的子彈入射情況。上圖第一種為子彈擊中玩家（需要配置stop event來及時(shí)停止聲音），其余八種情況為子彈不同的入射角，分別是：
Listener的左前方→左后方
Listener的左前方→右后方
依此類推
與其配套的switch的設(shè)置如下：
下一步，則是配置不同方向的聲音軌跡，拿left_front_to_left_rear容器作舉例：
在3D Position這里選擇Listener with Automation，來給聲音畫上定位軌跡（如上圖）：軌跡為從左前方到左后方。這個(gè)功能還可以畫數(shù)個(gè)方向相同但角度或時(shí)長(zhǎng)等略有不同的軌跡，再選用隨機(jī)化，這里就不贅述了。
點(diǎn)擊Configure Timeline給這個(gè)軌跡配置時(shí)間軸（意為該音效從初始位置到達(dá)終點(diǎn)位置的過程所需的時(shí)間，該時(shí)間需要配合資源的ADSR來設(shè)置，經(jīng)測(cè)試在150ms~400ms之間為佳）。
最后，回到母轉(zhuǎn)換容器上，配置3D衰減曲線：
展示效果：
模塊4：子彈碰撞的設(shè)計(jì)思路（How to do Bullet Impact sounds）
讀者朋友如果完整地看到這里的話，會(huì)發(fā)現(xiàn)你已經(jīng)不關(guān)注子彈碰撞音效的播放邏輯了，因?yàn)楹蜕衔牡倪壿嬍谴笸‘惖?。需要注意的是，上文提到的Gunshot是2D播放的，而Bullet Flyby是“偽3D”播放，但子彈碰撞則需要“真3D”播放（讀取游戲引擎的定位信息，來渲染子彈碰撞音效的定位效果）。
這里主要分享子彈碰撞的設(shè)計(jì)思路。通常在射擊游戲中，和“子彈碰撞”這一行為相關(guān)的音效常有4種：
獎(jiǎng)勵(lì)音效：如命中敵人弱點(diǎn)的獎(jiǎng)勵(lì)音效（典型案例為《守望先鋒》的爆頭獎(jiǎng)勵(lì)音效），擊殺敵人的獎(jiǎng)勵(lì)音效等；
子彈擊中音效：通常是子彈命中后的碰撞和軌跡引發(fā)的聲音，如跳彈、摩擦、碰撞甚至爆炸等擬聲。可配置在子彈Game Object上，碰撞即觸發(fā)。；
物件受擊音效：通常是物件被子彈擊中后引發(fā)的聲音，如玻璃破碎，水面因射擊而揚(yáng)起水花等擬聲，甚至是敵人的受擊和死亡音效等。可配置在物件Game Object或用美術(shù)特效回調(diào)；
傷害確認(rèn)音效：和獎(jiǎng)勵(lì)音效類似，有提示作用，但通常程度較低，如擊中敵人軀干，擊破敵人護(hù)盾等。
根據(jù)游戲設(shè)定的不同，以上4類音效的播放邏輯或有變化?；谖业捻?xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，獎(jiǎng)勵(lì)音效都為2D播放，其他3種則為3D播放。為了讓這些音效能夠清晰地表現(xiàn)，需要梳理它們的優(yōu)先級(jí)，并配置相應(yīng)的動(dòng)態(tài)混音。
先假設(shè)如下場(chǎng)景：你是玩家A，而隊(duì)友B命中了敵人C并成功擊殺，因?yàn)閾魵⑿袨椴皇茿控制的，所以無須對(duì)A播放獎(jiǎng)勵(lì)音效，只播放C的死亡音效和B的子彈擊中音效即可，此處C的死亡音效優(yōu)先級(jí)更高，應(yīng)該是沒有爭(zhēng)議的；但如果玩家A命中了敵人C，觸發(fā)了破盾效果，并成功擊殺，此時(shí)播放了【A的獎(jiǎng)勵(lì)音效+C的破盾音效+C的死亡音效】，我們就要做出選擇：應(yīng)該讓玩家優(yōu)先關(guān)注哪個(gè)聲音？
通常來說，獎(jiǎng)勵(lì)音效>死亡音效>破盾音效。
根據(jù)游戲中可能發(fā)生的情況做窮舉，可大致得出一個(gè)基本思路：
獎(jiǎng)勵(lì)音效>部分子彈擊中音效（如爆炸等）>部分傷害確認(rèn)音效（如敵人死亡等）≥部分物件受擊音效（如擊中油桶爆炸）>大部分傷害確認(rèn)音效（如命中軀干）=大部分子彈擊中音效（如跳彈）>大部分物件受擊音效
基于游戲中還可能存在貫通型或AOE型子彈，這個(gè)列表越清晰，越利于在Wwise層面將聲音處理得干凈和清晰。
基于以上思路，可以設(shè)置動(dòng)態(tài)混音，首先先為各個(gè)層級(jí)配置好母線（下圖）：
在gunshot_feedback的管線下，放置3個(gè)大層級(jí)（t1、t2和t3）。在3個(gè)層級(jí)下又細(xì)分6個(gè)層級(jí)，分別對(duì)應(yīng)：
t1_damage_bonus=獎(jiǎng)勵(lì)音效
t21_sfx_bullet_explode=部分子彈擊中音效（如爆炸等）
t22_sfx_damage_confirm=部分傷害確認(rèn)音效（如敵人死亡等）
t23_sfx_prop_explode=部分物件受擊音效（如擊中油桶爆炸）
t31_sfx_bullet_feeback=大部分傷害確認(rèn)音效（如命中軀干）+大部分子彈擊中音效（如跳彈）
t32_sfx_prop_damage=大部分物件受擊音效
接下來把相關(guān)的音效容器，送進(jìn)相應(yīng)的母線后，就可以開始設(shè)置動(dòng)態(tài)混音了。首先是獎(jiǎng)勵(lì)音效的避讓，因?yàn)檫@部分都是2d音效，可以用HDR和auto-duck?；谝陨系墓芫€構(gòu)造，我選擇了auto-duck（下圖）：
在t2和t3上都做相同的設(shè)置?；趖1通常都是清脆大音頭的音效，所以Fade In設(shè)置得比較短（100ms）。接下來，是給t2和t3做metering側(cè)鏈。首先設(shè)置rtpc：
在t21上加載meter插件，將讀數(shù)發(fā)送到t22的rtpc上：
然后在t22和t23上配置rtpc（如下）：
同樣的metering側(cè)鏈方式，也應(yīng)用于t2壓t3、t31壓t32。如此設(shè)置，便完成了如下優(yōu)先級(jí)的梯度設(shè)定：
獎(jiǎng)勵(lì)音效>部分子彈擊中音效（如爆炸等）>部分傷害確認(rèn)音效（如敵人死亡等）≥部分物件受擊音效（如擊中油桶爆炸）>大部分傷害確認(rèn)音效（如命中軀干）=大部分子彈擊中音效（如跳彈）>大部分物件受擊音效
當(dāng)然，聲音的優(yōu)先度，不僅需要通過動(dòng)態(tài)混音來控制，也需要在素材層面進(jìn)行把控，甚至需要用到Wwise的播放優(yōu)先級(jí)（Playback Priority）來控制。通過控制響度差異和頻響避讓，也能做出很好的效果，此前有老師分享過側(cè)鏈低切和側(cè)鏈特定頻段的控制方式，使用Wwise自帶的插件已經(jīng)能做出非常清晰的動(dòng)態(tài)混音。
總結(jié)：
游戲的研發(fā)過程會(huì)有很多不可預(yù)見的變數(shù)，根據(jù)不同項(xiàng)目的玩法重心、操作特點(diǎn)和及世界觀設(shè)定的差異，音頻設(shè)計(jì)的重心也有所不同。
本文基于個(gè)人的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)及對(duì)聲音設(shè)計(jì)的理解，討論了FPS游戲中幾個(gè)音效模塊的設(shè)計(jì)思路。一家之言，姑妄論之，不足為訓(xùn)，旨在拋磚引玉，如果對(duì)讀者有些許幫助，實(shí)屬我的榮幸。
Wwise的存在使我的很多思路能夠落地，未來我也會(huì)更深入地學(xué)習(xí)音頻設(shè)計(jì)的技術(shù)和藝術(shù)，也希望有更多機(jī)會(huì)和同行老師朋友多做交流。
本文作者
謝瑋
游戲聲音設(shè)計(jì)
靈犀互娛
熱愛游戲、影視、動(dòng)漫和音樂，Progressive Fusion和Djent愛好者。致力于“恰到好處、不偏不倚”的聲音設(shè)計(jì)。
