《塞尔达传说王国之泪》的自由玩法是基于现实物理法则才得以实现

任天堂在GDC 2024 的第三天（北美时间2024 年3 月20 日）带来了关于《塞尔达传说王国之泪》的开发讲座「王国之音：《塞尔达传说：王国之泪》中物理与声音的演进（Tunes of the Kingdom: Evolving Physics and Sounds for ‘The Legend of Zelda: Tears of the Kingdom’）」。

以物理基础运行的游戏方式与进化的音效设计为主轴，本作比起前作《塞尔达传说旷野之息》构筑了一个更加深奥的游戏世界。那么，林克崭新的能力延伸而出的玩法与扩张发展的音效设计是如何携手配合，更进一步带出游戏魅力的呢？以下就要介绍负责各个部分的开发者们，以及他们所带来的演讲。

讲座由技术总监堂田卓宏与首席物理程式设计师高山贵裕，以及首席音效工程师长田润也登台。演讲开头与全体的汇整由堂田负责，在讲解以物理演算为基础的游戏玩法时给高山，音效设计的部分则是交由长田演讲。

做出全部皆基于物理运算的世界 —— 正因为遵循法则才有趣的「非现实」

《王国之泪》的基本概念，大多是沿用前作《旷野之息》的「乘法游玩（Multiplicative Gameplay）」。

全部的物件都是以同样的法则（物理学或化学等）连结，动作和物体根据场地规则相互作用。正是这种基于规则的互动，使得游戏自由度得以进一步提升，这正是《王国之泪》所追求的。

在朝着「乘法游玩」的世界努力的过程中，有两个重大要素。第一个是「一切都依照物理驱动的世界」，第二个便是「不用特别设计也能引发现象的机制」这两大要素。

首先是关于「一切都依照物理驱动的世界」。所谓「由物理驱动」是指赋予由动态刚体和约束器构成的物件质量和转动惯量，并透过速度和加速度来控制。

另一方面，也存在着透过动画计算出的速度强行移动刚体的非物理控制物件。这种被称为「运动学刚体控制」的方法，因为实装简单、结果明确，因此在《王国之泪》开发初期也被使用。

然而，虽然说这个技术非常好用，却也有不得不注意的事项。由于被运动学控制的刚体拥有无限的质量，在物理运算时容易产生破绽。举例来说，在嵌合运作的两个齿轮中插入一个铁制品，如果它有质量的话那么就会卡住并且停止齿轮的运作，但如果只是以运动学控制的话就会直接穿过齿轮，且起不到任何作用。

实际上，这就是在《王国之泪》的开发过程中让现场变得混乱的原因。非物理的物件与究极手的高自由度玩法不仅难配合，几乎每天也引发各式各样的问题。面对「它坏掉了！」「它飞走了啦！」等各种回报，工程师们也只能一边回应「我知道，等等就会去修，先继续试试想要的玩法吧」，一边摸索着解决方法

而解决这个问题的一线生机，正是制作《旷野之息》时的经验。其实说到这个解决方法，就是让所有事物都能以物理控制。用刚才的齿轮举例来说，被轴固定的两片齿轮的其中一片改成用引擎转动，从而传递速度到另一片齿轮。

由于所有事物都被物理控制，只要拥有质量的物体都能被究极手移动的设计也不再令人烦恼。在获得这个经验之后，便决定从游戏世界中去除非物理驱动的物件，并且让所有事物都以物理控制，问题也就迎刃而解

更好理解的例子，就是在祠堂等出现的闸门。在开发初期时，这个物件是以非物理方式控制的，但也因此很常因为究极手玩法引起许多问题。

比如，为了不让闸门关起来，可以利用究极手移动物件（例如冰块）滑到闸门下方卡住，并且趁这个空档前进……诸如此类的状况，对本作的玩家来说应该很有经验才是。但如果这个闸门是非物理控制的话，闸门不仅不会被冰块卡住，甚至还会直接穿透过去。

该由物理驱动的不只物件，「倒转乾坤」等林克的能力也是一样的原理。如果是非物理控制的话，在物体被倒转动作的路线上如果有什么东西（例如马车），被倒转动作的物体就会破坏掉现在的东西。但是这个问题也在变成以物理的方式驱动之后就解决了。

物理处理也为开发者们带来了更进一步的发现。以刚才举例的打开闸门的机关，原本预想的解法是「在打开闸门的按钮处，要先把冰块融化到适合的尺寸后放在那边压住按钮」，但是也产生出了「让林克站在按钮上面然后用究极手移动冰块卡在闸门下方」，这样的另一种解法。

这正是开发团队追求的「乘法游玩」的一种形式，且这样的结果也确实证明了将所有物件都以物理建构是正确的做法。正因如此，构筑了一个让玩家能自由发挥创意也不会产生破绽的世界。

以「乘法游玩」为目标的《王国之泪》世界，是一个能根据玩家自由发挥而发生各种现象的世界。这些现象必需「不需专用互动」就能达成。

这里所指的「专用互动」，是根据想实现的事件打造而出的专用程式的意思。例如以车子来说，「让车子动起来」的程式就是专用互动，但是在《王国之泪》并不是这么一回事。在这里当然能做出车子，但是控制这台车子的是轮胎、操纵杆、木板等零件，以及他们的各自的物理运动。

这也适用于现有的地图上的物件。比如说，有一扇透过转动轮胎卷起铁链就能打开的门，但是控制这扇门的并不是一个程式，是由轮胎、石板还有链条组合才能实现的机关。而在踏板船的情况，除了轮胎跟木板的组合之外，还加上了浮力和阻力等水的交互作用，因此才得以实现。

为了实现这些机制，能当成零件的东西也都必须根据物理规则制作。像是轮胎是由车轮、引擎与轮轴三件刚体构成，轮轴也不是直接黏在车轮上，而是支撑着引擎。引擎驱动物体回转，并且与地面产生摩擦力后获得推进力，这样的机关其实是与现实相同的（虽然车轮加引擎加轮轴一体成形的轮胎本身就很独特）。

实现这样全都由物理驱动的世界，并且做到没有专用互动也能引发现象的机制，让玩家在崭新的世界冒险，为了达成这个目标有一项不可或缺的要素。

那就是团队全员的互相合作。例如光是木板，这个物件的密度、质量、惯性运动等虽然能利用自动计算去控制，但为了视认性与操作性，制作出来的物件其实比起现实中的木板要来得厚。换言之，就是物件的外观并没有和现实一致。

也有经由自动计算无法顺利进行的案例，要补正就需要美术与游戏设计师的携手合作。首先，艺术家和游戏设计师必须正确理解物理参数。并且为了能够随时确认每一个零件都有没有正确动作，还打造了一个专门确认所有现象的验证用房间。这促成了工程师与美术之间的紧密沟通。

为了打造出《王国之泪》这样广大的世界也能毫无破绽，采用了一切都依照物理计算运作的方向。深入钻研的结果，甚至构筑了一个超越开发者想像、藏有无限玩法潜力的世界。能够达成这项创举的原因，正是因为有着「完全理解自己想要实现的世界」这样想法的开发团队存在。

符合现实的原则，产生而出的现实音效

接续前作《旷野之息》，《王国之泪》新增了地底世界与空岛等更加广阔的冒险世界。能够将形形色色零件组合游玩的自由度增加了玩家能前往的场所，这不只是冒险世界变宽广那么简单，而是意味着多了各式各样的空间让玩家探险。

无论是开放的场所或复杂的地形、封闭的空间，身为音效制作团队，想做到无论在这广大的海拉鲁的哪种地方，都可以将声音的扩散与自然的回响竭尽所能地表现出来。在《塞尔达传说》系列中，至今为止以各式各样的形式加入了动态音乐，就连大多采用管弦交响乐团收录音乐的现在，团队也为了表现出动态的音乐而倾注全力。为此，据说在这次收集「真正的自然音效」上花费了不少工夫。

《王国之泪》不因其广阔多样的地点以及各种游戏机制和高自由度而自满，而是因此对自己提出了更高的要求。随着自由度的提高，音乐也需要更复杂的表现。

为了应对这一挑战，首先就是开发了能够以节点相接的方式将乐曲的转换用视觉呈现的编辑工具。当投影片展现出该工具的画面时，不由得让笔者产生「类似《附带导航！一做就上手第一次的游戏程式设计》那样的东西？」的想法。以印象来说这个想法似乎是蛮接近的，但实际执行的时候想必应该是更加复杂的东西吧。

在《王国之泪》播放音乐的原则，是基于「如果把动态音乐中大胆的声音变化，用在效果音上的话会变成什么样子呢？」这样的想法。不只是依照波形让其发声，而是因应 3D 的游戏空间控制声响自然呈现。

举例来说，本作中有乐队出现，但他们并不是在演奏一首 BGM。他们是在《塞尔达传说》的世界中演奏——也就是说，需要表现在游戏内 3D 空间中演奏的声音。当角色距离音源遥远的话声音就会变小，角色在洞窟里的话声音就要有回音的感觉。当角色的右侧产生声音的话，那个声音就该由右边的音响发出。而乐团的演奏，也该是这样呈现才对。

一般来说，如果要表达声音远离，会使用距离衰减曲线。但本作不光是减低音量而已，还会透过过滤器使声音变闷，或是利用混响使声音与周围环境融合，抑或是分别准备近距离和远距离的声音并进行交叉淡出，从而创造出「像是那么一回事」的声音。

但是，如果是像本作一样有着各式各样的空间与场地，光只有这些处理还是稍嫌不够。当一个声音出现时，它是从哪个方向传递而来、又距离多远，且如果是在洞窟又或是森林中，这个声音会产生什么样的回音也是条件之一，只是将声音单一处理的话有可能就会变得不自然。

讲者说明到这里，笔者也注意到了。这就跟先前提到的物理控制是类似的话题。为了应对这样的情况，音效制作团队最终抵达的答案，也同样是「所有的声音都必须以同样的规则控制」。

作为声音的性质，「当距离两倍远的时候声音的音量就会变一半」是众所周知的事。简单来说的话，巨大的声音即使距离很远也还能听见，细小的声音距离很远的话就会听不见。那么当距离变成两倍以上的时候，就会想到只要把声音缩减一半就好了吧？但并不是这么简单。例如鸡的叫声据说有 100 分贝，如果依照这个原则要让它的声音持续衰减到听不见为止至少需要十万公尺，然而在现实来说却不是这样。实际上会因为天气与地面等影响，让声音衰减的幅度变得更大（也就是过剩衰减）。

但重要的是，在考虑到过剩衰减的要素时应该要做出适当的平衡调整。并且要表现出在空间内的声响，不只要考虑距离，要怎么表现出间接声音也是重要的一点。适当地设定声音该如何反射与混响的长度，就可以呈现出是在家里或是在岩石洞窟里等拥有其特征的空间音。

虽然在之前的系列作品中也使用混响效果进行了表现，但那时也需要调整许多参数，执行起来相当困难。本作除了世界非常宽广之外，还增加了地下世界与洞窟等许多复杂的地形，工程之浩大可想而知。

因此，在开发本作时制作了一种能够自动计算混响参数的机制，可以从周围墙壁的方向和距离计算房间的容积，从墙壁的材质收集吸音率等情报，使用残响时间公式（Eyring 公式）计算出衰减时间等数值。这样一来不论角色站在哪里，都可以自动产生出该场所的声响。本作还有利用地形的体素资讯，活用在探索声音路径等地方。

当所有的声音都能以相同的规则控制，那么在各种空间就都可以发出适合的声响大小。如果是这样大的声音，那距离多远可以听见呢？如果能先根据声音大小做好基本音响特性的话，再来只要指派音源大概的声音大小就好，例如「把心之器的声音变小，积雨云大概弄这么大的声音」这样。而这个原则不光只是效果音，先前提到的乐队乐器发出的声音等也是一样。

那么因应高自由度的究极手而产生的，甚至超越开发者预测的东西会怎么做呢？当然，也会照同样的规则准备音效机制。就马车而言，是轮子滚动的声音、货架的微小摇晃、连接两辆马车的链条等，这些声音综合在一起，而不是事先准备好的「马车声音」。以踏板船来说，则是轮子旋转产生的水声和木板在水中进出时的哗哗声组合而成的结果。