FPS枪械设计思路杂项

零．前项

    欠朋友的一片射击游戏枪械设计思路文章，糊弄糊弄就搞出来了，写的很幼稚，各位大哥且看且宽恕。

一．导语

    FPS(First-person shooting)类游戏中，枪械系统无疑是最重要的组成部分，但是很尴尬的是枪械系统又与游戏核心机制，玩法模式，地图设计有强耦合关系，单独谈枪械设计总有些不全面的缺憾感。所以本篇文章只对FPS中最基础的枪械设计提出一些想法，给市面上逐渐差异化的FPS类游戏留出更大的空白。

二．FPS枪械系统的主要设计点

1.枪械基础原理

FPS游戏中，枪械系统相当于玩家角色的一部分，游戏中玩家角色其实就等于Weapon加上Avatar（第一人或第三人）加上Camera，其中枪械系统是FPS游戏里面非常独特的系统，它主要包括枪械基础原理、枪械参数、操作机制以及枪械表现等组成机制。

枪械在游戏中主要是通过两种方式发挥作用：射线扫描法（Hit Scan）和投射物原理法(Projectile)。
    射线扫描法历史悠久，1974年第一款FPS游戏就采用了这种方法，直到今日《反恐精英》和《使命召唤》还在使用。它的原理是在玩家扣下扳机的一刻，枪械发出一道玩家不可见的红线，红线和物体接触的地方会标一个点，然后系统会在这个点上进行伤害检测。
    随着计算机运算能力的增强，开始有人研究投射物原理法，即完全模拟投射武器，子弹是否命中要依靠一系列计算得出，例如计算子弹飞行速度和下坠影响等。《绝地求生》和《美国陆军》都采用了这种方法，在后者中子弹甚至还要受到风速的影响。
    两种方法各有优劣，射线扫描法对于硬件要求低，但不够写实，投射物原理法可以提供高度真实的游戏体验，但对于硬件要求较高，而且有时游戏太过写实也会丧失乐趣，然而随着硬件条件不断升级，投射物原理法会是未来的趋势。
    顺便一提的是，相比于射线扫描法，投射物原理法有更多的空间来设计修改程序，阻止作弊行为的 发生，笔者认为也是未来多人对抗型FPS游戏的一个重要参考点。
2.枪械参数

武器设计目前受到依赖用于描述现实生活武器的术语的阻碍。为了定义和讨论武器，游戏和关卡设计师重新利用了现有的分类系统：用于指代现实生活武器的术语，诸如“轻型机枪”和“狙击步枪”等术语。虽然这些分类很容易解释武器的机制，这种术语的使用不能准确地描述游戏玩法行为并包含数字游戏的虚构方面。了解特定武器在现实生活中的作用实际上并不能准确描述武器在游戏中的运作方式。例如，Halo中的霰弹枪的有效射程远远低于现实生活中的霰弹枪。很多相似的武器在不同的游戏中会有着截然不同的参数。
  在设计枪械参数之前要考虑清楚游戏定位，据此制定适合游戏的参数。首先，典型的FPS枪械分为四种：冲锋枪、突击步枪、狙击枪和火箭筒。每一种武器都有详细的功能属性，也就是枪械的参数，包括基本伤害、射速、射程、弹药容量、换弹机制、精准度、行动影响和伤害影响。

精准度受散射和后坐力影响。从射线扫描法的角度来看，散射指的是枪械发出的红线受到扰动，向四周偏移。后坐力是指枪械打出子弹后受到反作用力影响导致枪口上抬。二者虽然在机制上完全不一样，但共同影响枪械的精准度。通过调整这两个参数，我们就可以平衡一把枪的精准度。如果一把枪的散射和后坐力都为零，那就变成了指哪打哪的激光枪。如果要设计一把后坐力很大，但前三发很准的AK，则需要调高后坐力，同时降低前三发的散射。
    行动影响指的是枪械会对游戏角色的移动速度和瞄准速度等产生影响，例如重机枪会显著降低角色的速度。伤害影响指的是枪械造成的附加伤害，例如流血、燃烧、眩晕等效果。
    枪械参数没有绝对，如何设计要根据游戏体验的要求，虽然《守望先锋》中的枪械没有后坐力，但并不影响其可玩性。
3.枪械操作机制
    枪械的操作机制主要有两种：机瞄（ADS）和腰射（Hip Fire）。在游戏中这两种操作方式有着天壤之别。由于一些游戏的引导，大部分国内的玩家接受更多的是腰射，其代表作是《反恐精英》，《反恐精英》里面除了狙击枪，其他枪是没有放大操作的，武器永远在屏幕右下角。但是也可以见到这种趋势正在慢慢变化，由于大逃杀游戏，codol等游戏的火热，国内玩家也在逐渐习惯利用瞄准镜射击的模式。
    机瞄起源于狙击枪的开镜，初衷是模仿真实枪械和现代战争。《闪点行动》是最早应用机瞄的，为的是服务其写实的军事化风格。《荣誉勋章》系列和《使命召唤》系列是将机瞄运用的最好的游戏。
    机瞄系统给游戏设计带来了很多改变，其中之一是带来了新的玩法深度。机瞄引入了另一套枪械参数，这大大增加了一把枪的操作深度。同时它也让游戏更加写实，玩家代入感更强。此外，游戏策划可以利用机瞄设计手感和使用情景不同的枪械，赋予其更多设计手段，并且机瞄还相对降低了游戏的节奏。
    尽管机瞄有众多优点，但是采用何种操作机制还是要根据游戏的需要，一般而言，腰射更适合快节奏、直接的FPS游戏，机瞄则更加适合主打战术的射击游戏。
4.枪械表现
    枪械表现包括武器模型、FPS视角表现、HUD表现和反馈表现。枪械表现会对枪械手感产生极大的影响，因为枪械表现会影响枪械操作中一个很重要的指标——指向性。
    在绝大部分FPS游戏中，枪械模型至少占据画面20%的面积，如果枪械模型设计的不好，会直接影响游戏体验。《反恐精英》和《使命召唤》的制作者都花费了大量精力调整枪械细节，为的就是使枪械具有非常好的指向性。但有时，游戏制作者也会故意设计指向性不好的枪械，以此来降低枪械精准度。例如《反恐精英》和《使命召唤》中的重型狙击枪的枪口几乎到了准星的位置，这就给玩家带来一种这把枪很难打到人的感觉。
    HUD表现主要用来反馈玩家当前的状态，包括武器状态和角色状态。对武器状态最直接的反馈就是准星。游戏会通过准星的扩大来表现武器的散射情况。种类繁多的准星类型其实会对玩家的体验造成不小的影响，有的写实游戏会取消准星，而像《守望先锋》这种不强调枪械的游戏则允许玩家自定准星，但类似《反恐精英》和《使命召唤》这样重视枪械的游戏就会限制准星的类型，这是因为准星一变整个枪的指向性就会改变。
    表现角色状态的HUD一般出现在画面下方，告知玩家当前的弹药数和血量等等。虽然看上去简单，但这部分其实要经过仔细设计，显示的参数不应干扰玩家的注意力。
    反馈表现分为受击表现和命中表现。受击表现要告诉玩家被何种方式伤害了，伤害来源在哪。有的游戏会通过画面元素明确告诉玩家，而有些写实游戏则会弱化受击表现，例如《绝地求生》只会简单地通过枪声告知玩家伤害来源。命中表现主要告诉玩家有没有命中目标，目标有没有死亡。
    与一般的观点不同，枪械表现设计其实不是纯美术的工作，因为游戏过程是主观和客观交互的过程，系统把图形化信息客观地传递给大脑，大脑经过主观思维将信息转化为操作反馈给系统，这个链条中任意一环出现了扰乱都会影响玩家的体验。要想给玩家带来好的操作感，除了处理好枪械参数外，更重要的是处理好枪械表现，只有当枪械的表现反馈符合枪械定位，符合玩家预期，并且准确、快速，玩家才能获得好的操作感。

三. 武器设计模式

流行商业射击游戏的常用武器设计模式，包含在另一个中的模式被认为是彼此的超模式或子模式。模式彼此不相互排斥;武器可以适合多种武器模式。定义的模式可以被认为是类型武器模式的子模式。在武器模式中有很多的可以继承沿用的设计，包括：

· #武器造成多大伤害

· #武器的范围

· #武器的效果区域

· #武器的使用频率（“冷却时间”）

· #在需要重新加载武器之前可以使用多少次武器（“容量”）

· #玩家可携带多少弹药

· #如何携带武器会影响玩家的动作

· #武器如何对敌人造成伤害（击中，延迟，连续等）

· #武器对敌人的任何特殊效果

· #武器赋予的任何特殊能力

需要注意的是，重复利用的武器设计模式需要在内部设计中体现出差别。

3.1远距离武器（狙击枪）

狙击枪类武器是从远距离接触敌人的武器。这些武器每次射击都会造成大量伤害，同时拥有某种视觉放大系统，并且准确瞄准。狙击武器经常能够指示玩家的位置，持有有限数量的弹药，或者需要延长装填弹药的时间。

突出设计点 -

· 武器给出的视图放大倍数

· 准确瞄准武器的额外困难

· 任何指示玩家位置的线索

extract - 

位置-狙击武器鼓励玩家保持与敌人的距离，从远程进攻。携带狙击武器的玩家更加倾向于寻找掩体，与战场保持一定距离，以防止敌人的突击。

等级模式 - 具有狙击武器的玩家在狙击手位置中地位优先级需求偏高，因为它们可以可以提供良好的覆盖范围和对目标可能位置的良好视图。

NPC - 狙击手的敌人是通过使用狙击武器来定义的，但炮塔和精英也有时使用狙击武器。这些敌人从远处向玩家施压，迫使他们寻找替代路线。

狙击武器允许玩家消除强大的单独个体和携带者而不直接面对它们，但对于攻击群体的敌人和突进型敌人的效果较差。

示例 - 狙击武器的一个示例是Halo 3中的狙击步枪。该武器提供视野放大功能，“四连射”功能，子弹轨迹示踪功能以显示玩家的位置。

在Ratchet and Clank中：向狙击武器还有一个缺点，就是将玩家从第三人称视角拉到第一人称视角，并禁止玩家在该视图中移动。通过每次射击造成非常大的伤害来平衡武器能力。

来自Team Fortress 2的猎杀者作为一种截然不同的狙击武器，允许玩家用枪支和子弹交换弓箭。由于武器不向用户提供视野放大操作，因此可能被误认为是突击武器，但是慢速射击速度以及瞄准难度和每次射击的高伤害迫使玩家进入与狙击手的玩家相同的游戏行为情景。

3.2中距离武器（突击步枪）

中程武器可以相当准确，快速地射击，但每次射击造成的伤害很小。许多游戏包含多种不同类型的突击武器，以适应不同的场景或玩家偏好。

设计要素 -

· 玩家是否可以连续发射武器（“自动”），必须单独射击（“半自动”），或者具有快速连续发射几次射击的模式（“爆发射击”）

· 玩家是否可以在游戏中改变武器的可供性。

影响 - 由于其高射速，突击武器提升了一个级别的玩家游玩爽快感。鉴于其多功能性，使用熟练的玩家可以轻易地突破几乎没有掩护的区域。

等级 - 突击武器在竞技模式中表现良好，因为用户可以在不同方向上轻松切换目标。

NPC - Grunts and Elites经常使用突击武器从远处攻击玩家，造成足够小的伤害成为威胁，但允许玩家有时间进行战术反应。玩家可以使用突击武器来轻松对抗经常出现大量的群体敌人和突进型敌人。突击武器允许玩家快速消灭低威胁敌人。

示例 - 使命召唤4：现代战争2为玩家提供了各种各样的攻击武器选择，展示了对突击武器装备的轻微修改效果。例如，M4A1是准确的并持续发射，但是造成的伤害很小，而FAMAS突然发射，但重新加载缓慢。Halo系列还包含各种突击武器。等离子步枪在玩家的目标下准确地射出一股快速的能量螺栓。这种武器不是限制每个弹匣的射击，而是有一个必须进行管理的冷却仪表，否则武器会过热，并且不能在短时间内发射。

3.3.1近距离武器（副武器）

弱攻击武器，通常用作辅助武器，直到玩家获得更好的武器。 这些副武器造成的伤害t通常较小， 弹药数量一般。射击优秀的副武器放慢了水平的步伐，加剧了挑战和紧张。

设计要素 -

· 武器是使用任何弹药系统还是无限可靠的备用武器。

· 武器是否占用了玩家库存中的空间，或者始终可用。

影响 - 由于玩家对正常敌人不利，他或她会谨慎行事，并在环境中寻找更好的武器。强迫玩家只用服务器来对抗强大的敌人会大大增加紧张感。

等级 - 只有副武器的玩家将利用掩护和扼流点来获得优势。然而，该玩家易受敌方狙击手位置的攻击，并且在竞技场的交火中很弱。

NPC - 带有副武器的Npcz杂兵经常在战场上乱扔垃圾，以便给玩家提供轻松的目标，或者让玩家尽量放松并进行游戏。当一个玩家只有一个副武器时，他们通常处于对抗敌人的劣势状况中，因此他们更倾向于从威胁中撤退，并专注于战术上。

示例 - 在半条命2中，玩家将获得一把不会造成太大伤害的轻型手枪，但在整个游戏过程中弹药很多。如果玩家用尽其他武器，他们可以在寻找更多弹药用于其他武器时恢复使用手枪。

光环3包括几种副武器武器，如手枪和等离子步枪，它们自身几乎没有造成任何伤害。然而，在这个游戏中，两个辅助武器可以同时使用，允许玩家更有效地使用武器作为突击武器。但是同时挥动两个武器有一个缺点，就是需要禁止玩家使用他们的手榴弹投掷弹丸。

3.3.2近距离武器（高杀伤武器）

近距离爆炸武器以快速且不准确的方式发射，作为在近距离范围内匆忙消除一个或几个敌人并具有大面积效果的手段。大面积的效果减少了对高精度的需求。霰弹枪，火焰喷射器和一些冲锋枪是Close Blast武器。

设计要素 -

· 武器是否发出单次射击，其强度随着距离减小，或者是多次同时射击，每次射击都可以单独击中目标武器是否能够在一次爆炸中击中多个目标。

后果 - 当给予Close Blast武器时，玩家倾向于尽可能使用封面。这些武器可以让玩家在战术和战略上进行移动，最大限度地减少在开始射击之前的距离。

等级模式 - 关闭爆炸武器最适合窒息点，玩家可以在短距离内接触目标。拥有大量掩护的竞技场也很有利。最接近 Close Blast 的 用 户 是 没 有 足 够 掩 护 的 Arenas 或Galleries，以保护玩家免受中长期攻击。

NPC - 关闭爆炸武器经常在狂战士和精英敌人的手中找到，他们寻求在近距离战术上抓住玩家。近距离冲击武器的效果区域对于群体和舰载敌人是有利的，因为玩家可以快速消除彼此附近的目标。关闭爆炸武器无法伤害受保护的敌人，如狙击手和炮塔。

示例 - Goldeneye 007的霰弹枪提供近距离冲击武器的主要示例。在近距离范围内，武器具有很大的效果，但随着距离的增加，武器的效果会迅速下降。虽然在机械和美学方面非常不同，但是像半条命2中发现的冲锋枪的功能与霰弹枪非常相似。武器通过一个夹子非常快速地射击，以不完全规定的的锥形射击。在近距离范围内，熟练的玩家可能能够在被迫重新加载之前自信地吸引两名，甚至三名敌人，而在略微远的距离范围内。

在Team Fortress 2中有一个火焰喷射器，可以在短距离内连续发射火焰。当玩家停留在近距离范围内时，武器会对敌人造成最大伤害，并且只要敌人着火，武器就会继续造成少量伤害。

3.4投掷物

由玩家角色的手抛出的非子弹物体，按短距离分类，受重力影响很大。抛射的弹丸通常具有高伤害或严重的特殊效果，并且由稀少的弹药平衡。

设计要素 -

· 与子弹的物理对象相关的特殊效果，玩家能够攻击掩体后的对手，但是他们需要花费更多去学习武器的的弹药和射程，弹道限制。

等级模式 - 投掷的投射物允许玩家击败掩体后方的敌人，或者具有更加有利位置的玩家。在长距离区域，如狙击手位置，或多角度的敌人，投掷物武器不是很有效。

NPC - 精英使用投掷的弹丸来压迫正在掩护的玩家。一些召唤者使用他们衍生的单位作为一种投掷弹丸作为部署它们的一种方式。玩家可以像普通弹丸一样使用投掷弹丸从后盖攻击重型坦克。抛出的抛射物通常对单独的近距离目标更有效，而对于松散分组的群体和突进型敌人则效果较差。

例子 - 在使命召唤4：现代战争2中，投掷刀是一种强大的投掷弹丸，具有严格的限制。这种武器的射程很短，但用刀击中会立即杀死敌人。玩家也可以一次只携带一把刀。

Halo 3为玩家提供了一些不同的投掷射弹。碎片手榴弹可以抛出一个很好的距离并从任何障碍物上反弹，直到它们在一段时间后引爆。玩家也可以选择使用等离子手榴弹，它们可以连接到水平几何体和接触球员，但射程更短，爆炸半径更小。

四．结语

  如开篇所讲，FPS类游戏设计依赖于游戏核心机制建设，并且与地图设计关卡设计等有强烈的耦合关系，所以单独谈射击游戏的武器系统是片面的。在现在的市面上的一些主流FPS游戏中，我们也能窥见一些端倪：彩虹六号的武器系统更多作为平衡对抗双方能力属性的游戏机制，战地中的武器射击则依赖于兵种见的分工与对战场的利用，守望先锋的武器设计则更加偏向于moba方向的职业平衡设计思路。目前可以预见，在未来，差异化的FPS武器设计思路是必要的且有着更旺盛生命力的。