2024年3月18日～3月23日，GDC（Game Developers Conference，游戏开发者大会）在美国旧金山举办。 其中包括《塞尔达传说：王国之泪》的相关讲座：Tunes of the Kingdom: Evolving Physics and Sounds for ‘The Legend of Zelda: Tears of the Kingdom（『王国之律动：《塞尔达传说：王国之泪》物理与声音的演变』）
by 堅田ヒカル 編集部，2024.03.22 12:30
原报道：■（Fami 通）『ゼルダの伝説 ティアキン』サウンドが「勝手に鳴る」仕組みを作った。自由で広大なハイラルを彩る音の世界【GDC 2024】
原链接：■ https://s.famitsu.com/news/202403/22337814.html
在『马力欧』系列中，我们考虑的是让玩家感受到动作和操作的愉快感。
而在『塞尔达』系列中，我们更重视每个场景和地点的氛围感。
—— 任天堂作曲家近藤浩治，GDC2007
登场的三位任天堂演讲者： 「堂田卓宏」技术总监 「高山貴裕」物理主程序员 「長田潤也」音效主程序员
在题为 Tunes of the Kingdom: Evolving Physics and Sounds for ‘The Legend of Zelda: Tears of the Kingdom（『王国之律动：《塞尔达传说：王国之泪》物理与声音的演变』）的演讲中，任天堂的开发者们从物理设计和声音设计的角度，讲述了这个作品的世界是如何创造出来的。
本文将特别介绍演讲的后半部分，即声音系统设计的部分。
※关于前半部分的物理系统设计可查看以下链接：
网页链接 网页链接网页链接 https://www.bilibili.com/read/cv33358973/
在演讲的后半部分，音效主程序员长田润也登台。
在演讲的前半部分，物理主程序员高山贵裕以「为了无故障地创建本作栩栩如生的宏大世界，需要工程师、游戏设计师和艺术家深入理解他们想要实现的世界，并进行协同合作。」这张幻灯片结束，接着，当长田润也登台后，在这张幻灯片上添加了「还有音效团队（and the sound team）」这样的文字，从而开始了他的演讲，引发了现场的连连笑声。
高山贵裕上半场介绍物理部分的最后一张幻灯片。
长田润也：还有音效团队！(And the sound team!)
■ 目录
•塑造《王国之泪》的声音世界
•为了表达更丰富的世界而创作音乐
•以往作品的互动音乐
•音乐制作工具
•在3D空间内播放音乐意味着什么？
•间接声音表达
•《王国之泪》隐藏的体素世界
•无需专用实现程序，就能产生独特音效
•总结
「塑造《王国之泪》的声音世界」
《王国之泪》音效部分主程序员「长田润也」
「长田润也」参与过的游戏作品
「通过声音表达更加丰富的世界」
《塞尔达传说》系列中《旷野之息》和《王国之泪》的区别，首先是地图的规模和变化。
不仅仅是地图的规模变得更大，各种元素的组合使得游戏的自由度更高，空间也变得更广。在声音方面，无论是开阔的区域，还是复杂的地形，或是封闭的空间，团队都希望能在海拉鲁的任何空间中体现出声音的扩散和自然的回声，从而表达出整个世界的宽敞感。
海拉鲁世界得到进一步扩充。
为了实现这一目标，需要将基础的声音设计作为规则，长田润也认为「规则应该基于现实世界的声学特性，所以我们回到了在3D空间内产生声音的基础上」，于是音效团队甚至亲自去野外进行了实地考察。
3D空间≒现实空间。回归声音创作基础的设计。
「以往作品的互动音乐」
在进入《王国之泪》音乐设计的主题之前，先介绍一下《塞尔达传说》系列前作中各种互动音乐设计的例子。
《塞尔达传说：黄昏公主》（Wii／GC／2006年） ボスバトルBGM（Boss Battle BGM） 林克有机会进行战斗时的音乐转变
《塞尔达传说：大地的汽笛》（Nintendo DS／2009年） フィールドBGM（Field BGM） 火车的声音与打击乐器的声音同步
《塞尔达传说：御天之剑》（Wii／2011年） スカイロフトバザー（Skyloft Bazaar BGM，天空洛夫特集市BGM） 无缝过渡的4/4拍和3/4拍
「非常怀旧的感觉，对吧？」长田润也说。在最近的开发中，管弦乐队的演奏已经成为主流，但任天堂音效团队仍一直在致力于提升互动音乐。
《塞尔达传说：旷野之息》（Nintendo Switch／WiiU／2017年） 戦闘(フィールド)（Battle BGM） 战斗期间无缝过渡的BGM，音乐会根据魔物的数量和强度而发生变化
《塞尔达传说：王国之泪》（Nintendo Switch／2023年） フリザゲイラ戦（Colgera Battle BGM） 随着战斗的进程推进，音乐也随之不断发生变化
祠（Shrine of Light BGM） 当玩家努力解决困难的谜题时，音乐也会变得更加安静
ウマナリ楽団演奏会（Musical Troupe Performance，乌玛纳利乐团的演奏会） 乌玛纳利乐团的演奏，乐器与稳定的BGM以及角色动画同步
「音乐制作工具」
随着游戏规模的扩大，游戏自由度的提高，就需要更复杂的音乐表达。为了满足这些需求，《王国之泪》的音乐团队使用了以下这些工具。
音乐专用工具
这款工具可以通过连接节点以图形化的方式编辑音乐之间的过渡。作曲家可以调整所有的细节。所有音乐，甚至是非互动式的音乐，都是使用这个工具来创作的。 「这是一款在作曲的同时演奏互动音乐的重要工具。」长田润也介绍说。
「在3D空间内播放音乐意味着什么？」
接下来，长田润也谈到了游戏中出现的「乌玛纳利乐团成员」。人们通常会注意到乐手们演奏乐器时的动作和演奏是同步的，但还有一个特点，那就是他们的音乐和音效一样「在游戏空间中播放」（声音并不是在背景中一直播放，而是在3D空间中定位）。长田润也对此进行了详细的解释。
根据长田润也的解释，如果想在音效中表达出互动音乐这样大胆的音乐变化，就意味着不能仅仅是按原样播放音频文件，而是要在3D游戏空间中进行适当操控，以便声音能够自然地播放出来。
长田润也将在 3D 空间中制作声音，定义为再现游戏内声音的变化。例如当声源渐行渐远时，音量也会逐渐变低；当声源在屏幕的右侧时，声音会从右侧的扬声器中播放；当进入洞穴时，声音会产生回声......这些声音的变化都可以在游戏中再现。
要表现「声音渐行渐远」的效果，一般是使用以距离为横轴的音量／距离衰减曲线，但这并不是说简单地降低音量就有效。
不是简单地降低音量，而是通过应用滤波器使声音得到抑制，或者应用轻微的混响使其融入环境音等，可以更真实地感觉到声音渐行渐远。
让渐行渐远的声音感觉更真实。（音量、滤波器、混响。）
使用在不同距离记录的波形。
还有一种方法是分别准备近距离的声音和远距离的声音，而无需调整参数。这些技术是众所周知的，也被多部系列前作所使用。
弓箭射出的声音。当它击中附近的树和击中远处的树时，声音是不同的。
《王国之泪》「一种短时间内长距离移动时的音效设计相关专利」（2022年）US20220295208
然而，在出现了各种各样空间的海拉鲁世界里，仅仅简单地改变声音是不够的。「当游戏中的声音响起时，我希望人们仅通过聆听就能判断出声音来自哪个方向、距离有多远、是在洞穴里、还是在森林中。为此，所有的声音都必须按照相同的规则进行设置。」长田润也提出了更高的目标。
关于声音的产生方式及其特征，长田润也进行了说明。
距离衰减
例如，距离每增加一倍，音量就会减半，这是一个已知的性质。这表明，在点声源中，单位面积的声压会随着距离的增加而衰减，这可以通过计算得出。
距离衰减
简单地说，「声量大的可以传播到远处，声量小的则无法传播到远处」。要想听到远处的声音，那就必须增强声量。
基本法则
如果将距离每增加一倍、音量就减半的现象用对数图表示，就可以用这样的简单图表呈现。
游戏中的音量（dB／分贝）设置和传播的距离范围。将它与现实中的声音进行比较会很有趣。
「但是，这就够了吗？」长田润也问道。
例如，公鸡打鸣的叫声大约是100dB，但是这个声音要衰减到无法听见，需要传播10万米之远（100公里）。
公鸡打鸣的叫声约为100dB。简单来说，就是在100公里之外也能听到……吗？
100公里（62英里）在日本是从东京到富士山、在美国是从萨克拉门托到旧金山的GDC会场的距离。「公鸡打鸣的声音确实很吵，但我不能想象萨克拉门托的鸡叫声会传到这个会场里。」这张图引起了会场观众的大笑。
当然，这是不可能的。也就是说，只考虑声音能量的扩散现象，是无法直接表达声音衰减的。因此，还需要考虑「过度衰减」这个现象。在这里，特别考虑了空气的吸收，长田润也对过度衰减进行了解释。
过度衰减：空气吸收
在空气吸收过程中，声音的高频部分更容易衰减，这是通过实验已知的特性。空气吸收是与距离成比例的衰减过程，因此在对数图上可以用曲线表示。在幻灯片中，声音从发生位置开始直线前进一段距离，然后突然变小。联系现实想象一下，感觉上是符合直觉的。
「这样，大家就能在真实的距离听到公鸡打鸣的叫声了。」（长田润也）
距离衰减 = 声音的扩散衰减 + 过度衰减
此外，「高频部分更容易衰减」这个特性，是用低通滤波器来表现的。
在决定应用哪种滤波器特性，以及距离应该是多少时，考虑到过度衰减，会进行适当的平衡调整。
低通滤波器会将高频信号衰减
讲座现场，有一段视频展示了由此设计的声音。 箭矢落地声的变化，以及随着距离的增加逐渐融入周围环境的车辆行驶声。
《王国之泪》「声源距离与音量衰减（多普勒效应）的模拟相关专利」（2023年）JP2023098724A
「间接声音表达」
在游戏空间内进行声音的表达，不仅距离因素很重要，间接的声音表达也很重要。设计的方法是，通过适当设置声音的反射方式和混响的长度，便能用声音来表达空间的特征。例如某件事物无论是在房屋里，还是在石洞内。
《塞尔达传说》系列以往的作品，曾使用混响效果进行声音的表达，但是这种方法需要调整的参数很多，处理起来很麻烦。
「所以我们决定自动计算混响参数」，长田润也说，接着便对这种方法进行了解释。
首先，从周围墙壁的方向和距离计算出房间的体积、根据墙壁材料计算出吸声系数等信息，使用伊林混响公式（*）计算出衰减时间等参数。然后根据混响公式制作出空间的回声。
*伊林混响公式：声学中表达混响时间的公式之一（Eyring Reverberation Time）。
自动计算回音的画面。在空旷的区域和有墙壁的区域，剑的挥动声和呼喊声等声音的响应方式都是不同的。
此外，《王国之泪》中包括洞穴在内的、非常复杂的地形越来越多，为了让海拉鲁的声音更接近现实感受，声音屏蔽和声音环绕等因素也同样重要。
声音的阻断与屏蔽。
「《王国之泪》隐藏的体素世界」
说到这里，秘密就揭晓了，《王国之泪》为了表达3D立体的世界，利用了地形的体素信息。
设置体素信息
每个游戏地形设置的体素，都存储了该坐标是否在室内，是否靠近水面等地形信息，其中还包括是否可以使用「通天术」等，这些都是对声音设计和关卡设计都很重要的信息。
体素世界的解释。在室内还是室外？靠近水源？靠近森林？是否可以使用「通天术」？它包含了诸如此类的信息。
在声音设计中，体素被用于 A*（A星）算法的声音路径搜索。为了补充额外的信息，本作的声音监听器根据相机位置进行计算，但在搜索声音路径时，它会搜索从声源到林克位置的路径。
于是，声音在穿过墙壁时就会发生变化，而且声音路径还能根据门的动态变化进行适应。
当林克转向墙壁的另一侧时，水声变得更小了。
开门并走出墙体，就能听到风车内部传来的声音。
《王国之泪》「声源遮蔽的判定与处理相关专利」（2023年）JP2023098633A
随着自由度的提高和舞台的扩大，各种各样的声音开始为这个世界增添色彩。这里的关键是，所有的声音都遵循着同样的规则。长田润也说，而这条规则中最重要的一点就是「声音的响度」。
也就是说，如果能够根据声音的音量创建声学特性，比如音量有多大、能听到多远，那么只需要为每个声音分配音量，就可以在游戏空间内创建出适当的听觉效果。
随着自由度的提高和3D空间的扩充，所有的声音都需要遵循同样的法则。从很远的地方就可以听到更大的声音。 响亮的声音更能引起共鸣。 物体的吸收对响亮的声音影响不大。
此外，非效果音（如乐器音）也可以通过回声在远处的悬崖下听到。
这里演奏的乐器...
由于悬崖上的回声，即使在很远的地方，你也可以听到它！
《王国之泪》「抑制非可见处的噪声相关专利」（2023年）JP2023098632A
「无需专用实现程序，就能产生独特音效」
每个声音在游戏空间里听起来都很自然，但还是很难为利用究极手创建的每件物体都准备特制的音效。因此，就像本场讲座前半部分的物理系统设计一样，我们设计了一种「无需专用实现程序，就能产生独特音效的系统」
即便没有专用实现程序，但独特交互仍会发生的系统。 更多相关信息，请参照文章介绍《王国之泪》物理系统的第一部分。
■ GDC2024（物理）『王国之律动：《塞尔达传说：王国之泪》物理与声音的演变』 网页链接
■『ゼルダの伝説 ティアキン』自由な“掛け算の遊び”を生むために。「全部物理で作る」を決断するまで【GDC 2024】 ■ https://www.famitsu.com/news/202403/21337727.html
例如，在马车中，车轮的滚动声、货台微小的摇晃和吱吱声、连接货台的链条的声音等都是复合在一起的，而并没有使用专门录制的马车声。
马车的例子。抽象的声音组合。车轮、链条、吱吱声、振动音等。
在桨船中，轮胎的声音、木头的声音、在水中进出时受到水体阻力时的声音等都是复合在一起的。
这套声音系统，能够分析物理系统控制的刚体运动方式，然后根据刚体的尺寸和材质来分别发出声音。结果，这套声音系统实现了「无需专用实现程序，就能产生独特音效」的功能。
「无需专用实现程序，就能产生独特音效的系统」。音质会根据物体的尺寸、形状和材质而发生变化，并且声音会随着刚体的运动而产生。例如，各种形状和材质、滚动或拖动等动作、与水的相互作用等，都能够对音质产生影响。
■ 納得感のある音な鳴らす https://www.nintendo.co.jp/jobs/keyword/124.html
方块魔像的几何学运动，滑下轨道的钩子，只是通过物理连接在一起的吊桥...所以本来并没有专用的吊桥程序，但吊桥弯曲时的吱吱声也会自动产生。这些声音也遵循着上述游戏内的规则，在游戏空间里自然地产生。这可以说是「构建了海拉鲁世界中的声音产生规则」。长田润也解释说。
有了这套系统，即使并没有进行专门制作，也能产生高质量的音效，这引起了音效设计师们的惊讶。导演说：「这实际上就像一个声音的物理引擎，对吧？」
虽然开发组并非一开始就打算制作这样的声音系统，但是为了更自然地表现出海拉鲁浩瀚的声音，所以它不可避免地被创造了出来，这就是本场讲座的结论。
这套系统利用声音让海拉鲁世界变得更加栩栩如生。 「它正在发出我记忆中不曾创作过的声音！」（声音设计师） 「所以，它实际上就是一个声音的物理引擎，不是吗？」（导演）
「总结」
有趣的是，与基于物理演算形成的运动法则类似，音乐创作也被设定和创建了统一的规则。这两种方案，都是为了在以究极手为代表的、自由度极高的塞尔达世界中，更直觉、无故障、充满临场感地表达游戏而采取的策略。
尽管如此，在物理演算和音乐创作两方面，都做到了「无需专门的（程序、声音）实现，只需遵循各自统一的规则」。从音乐的角度，可以说是达到了「自动发声」的状态，这太有趣了。
堂田卓宏说：（我们）「创建一套允许有趣事物自行发生的系统，而不只是创建有趣的东西。」
本场讲座，让我们见识到了《塞尔达传说：王国之泪》的奇妙世界在诞生和创造过程中的秘密。
■『ゼルダの伝説 ティアキン』自由な“掛け算の遊び”を生むために。「全部物理で作る」を決断するまで【GDC 2024】
① https://www.famitsu.com/news/202403/21337727.html
② https://www.famitsu.com/images/000/337/727/65fb919f00c76.html
■『ゼルダの伝説 ティアキン』サウンドが「勝手に鳴る」仕組みを作った。自由で広大なハイラルを彩る音の世界【GDC 2024】
① https://s.famitsu.com/news/202403/22337814.html
② https://www.famitsu.com/images/000/337/814/65fcb0462f6cc.html
■『スーパーマリオブラザーズ ワンダー』が不思議あふれる2Dマリオとして新生した方法。採用されなかったワンダーや開発資料も公開【GDC 2024】 ① https://www.famitsu.com/news/202403/21337720.html ② https://www.famitsu.com/images/000/337/720/65fb96818f1c1.html
■［GDC 2024］「ゼルダの伝説 ティアーズ オブ ザ キングダム」の自由な遊びは，現実的な物理のルールで世界ができていたからだった https://www.4gamer.net/games/578/G057883/20240321087/
■『ゼルダの伝説』のニュースや制作秘話をお届けします https://www.nintendo.co.jp/character/zelda/blog/index.html?p=7
■ 開發人員訪談 : 薩爾達傳說 王國之淚｜任天堂 https://www.nintendo.com.hk/interview/totk/index.html
■ 納得感のある音な鳴らす https://www.nintendo.co.jp/jobs/keyword/124.html
■ ゲーム体験を支えるBGMを https://www.nintendo.co.jp/jobs/keyword/132.html
