做好FPS游戏中的那把武器：枪械数值从入门到精通

本文首发“TiMi Club 天美俱乐部”公众号

大家好，我是来自天美《CF手游》的策划senz，在团队中我主要负责武器手感，写这个系列的文章目的有两个：
  1. 对于自己，总结过去，积累当下，迎战未来。
  2. 对于同行，与君共勉，共同进步，取精去糟。

本文作为三部曲中的基础篇，主要介绍主流FPS游戏中枪械数值的构成，简单分析各个参数的设计目，并总结了一些个人见解，希望能启发到同行的同学。
一、TTK（Time to Kill）
TTK：开第一枪后，子弹全部命中，击杀敌人所需要的时间。TTK越短，枪械理论强度越高。

比如血量是100。

AK伤害是35，射速是0.108秒/发，它的理论TTK就是 (3-1)*0.108=0.216秒。

M4伤害是30，射速是0.095秒/发。它的理论TTK就是 (4-1)*0.095=0.285秒。
AK/M4 TTK对比
但在实际交战中，有很多影响实际TTK的因素，下面就来拆解一下，一颗子弹从发射到命中，中间会经历些什么。
子弹的一生
基础伤害
首先是常规的步枪，以大家最熟悉的M4A1和AK47来举例，在CF中，M4伤害是30，AK伤害是35，这5点的伤害，会拉开两个枪型的子弹价值，因为M4是4枪死，AK是3枪死，所以他们的子弹价值就是1/4和1/3的区别。

对步枪来说，每次开火的弹片数是1，但对于某些双持武器和霰弹枪来说，单次消耗的弹片数会大于1。

实际伤害=单发伤害*弹片数。
霰弹枪弹痕
射速
每发子弹之间的开火间隔，间隔越小，射速越快，跟伤害共同组成理论TTK。

通常为了保持整体TTK平衡，射速跟伤害是此消彼长的。

距离衰减
随双方交战距离变远，伤害会随距离衰减。但在不同游戏中，衰减曲线需要匹配游戏关卡和枪械调性，并结合游戏3C来进行选择。
4种常用衰减曲线
分段衰减，优点是简单灵活，TTK稳定可控，可以精准控制距离区间的伤害，并确保衰减后的伤害是常数。

其余的三种，线性和非线性衰减曲线的选择，主要看设计目的。比如游戏鼓励玩家近距离对枪，那选择图3（非线性衰减-）的曲线，可以让枪械前期伤害衰减迅速，同时搭配游戏中各种加强角色身法的3C机制，如滑铲、翻墙、钩锁、枪托攻击等，最终玩家行为就会比较符合策划的近距离对枪预期。
HALO无限：钩爪近身

距离衰减也是区分枪系的重要参数，用来调控玩家的交战距离，影响玩家打法，比如拐角老六。
CSGO：电击枪
极限伤害距离，某些特殊武器，比如喷火枪，还会用极限伤害距离来控制武器的最远射程，是更直接粗暴的距离衰减。
CF葫芦娃喷火枪
虚线后的距离无法造成伤害
穿透衰减
交战双方之间如果有可穿透物体，伤害也会存在衰减。从市面上主流的射击游戏总结起来看，需要考虑下面几个因素：

根据不同枪械确定其可穿透的材质（木头/石头/金属/玻璃/水面/冰块/草堆/人体）。

根据不同的材质，分别给定衰减倍率，同时配套给一个最大穿透层数来收敛。一般来说一个BOX算1层，例如一个木箱和一扇木门都算1层。
在不同材质衰减倍率的基础上，再加上厚度的计算，物体越厚，穿透衰减越大（CSGO引入了这个参数）。
穿透衰减除了用来区分枪系，平衡枪械强度外，还会影响玩家对局内信息的重视程度和续航能力。因为穿透会暴露枪线和枪声，大量消耗子弹。

游戏越鼓励穿透行为，玩家对信息越不重视，对续航的要求越高。所以不同游戏要根据自己游戏的需要，调控玩家的穿透行为。

受击部位
子弹命中不同部位，伤害也会有区别。一般都会起码分为头、躯干、手、腿四个部位：

头部伤害＞躯干伤害≈手部伤害≈基础伤害＞腿部伤害

头：眉心/面/颈
手：腕/臂
躯干：胸/腹/背
腿：大/小腿
角色3P受击框
冷知识：手游上头部面积太小了，把头部受击框稍微放大点，降低爆头门槛，体验会更好！

命中不同部位会直接影响子弹价值和TTK：
从平衡性角度来说，所有角色的3P受击框应该一致。这里有两个设计方案：

  1. 在角色设计之初，就尽量贴合受击框，但是对美术同学会有限制。
  2. 参考R6的做法，为了保持命中一致性，在命中非受击框区域时产生一些不一样的视觉/音效。

护甲衰减
接着受击框，再讲讲防具：防弹衣/头盔。顾名思义，防具就是覆盖在角色受击框上的护甲，一般覆盖躯干和头部。
我爱罗 砂の铠甲 看过吧
对于不同游戏来说，防具服务于不同的目的，但基本上都是射击游戏的标配。
子弹命中这些受击框的时候伤害会有对应的伤害衰减，直接影响TTK，以M4为例，是否穿防具直接影响是否能一枪爆头：
上面的图都是T-Pose，但实际局内的持枪动作各不相同。
比如上面两张图，在正面交战的时候，面对步枪玩家的3P更容易命中无甲的手部，而面对手枪玩家的3P则更容易命中有甲的胸腹，所以3P持枪动作在一定程度上也可以作为枪械的“防御属性”，同时进攻方也会采取不同的游戏行为去针对这种防御属性，比如偷侧身。
子弹飞行轨迹和速度

Hit-Scan
在传统巷战射击游戏，如CSGO和CF中，全都是激光射线，也叫做Hit-Scan。只要开火瞬间，激光射线跟敌人受击框相交，就算命中。可以理解为是一颗没有重力，速度无限大的子弹。

巷战游戏用Hit-Scan是因为地图小、交战距离短、预期TTK短，选用Hit-Scan更适合玩法。
CSGO：Hit-Scan
Projectile
但随着现象级PUBG爆火，大地图BR逐渐成为主流，子弹也变成了有重力和飞行速度的Projectile。在大地图中，远距离对枪场景多，Projectile变成了射击体验的一部分。

1.重力下坠：根据双方距离，在目标上方开火。
PUBG：子弹下坠

2.飞行弹速：根据双方距离和目标移动方向，打提前量。
PUBG：飞行弹速

3. 远距离TTK由于飞行弹速的加入而变长，对游戏节奏和玩家行为有影响。

彩蛋1：伤害公式计算
TTK相关的参数有如此多，产生最终伤害之前会有伤害公式的运算。那必然会产生两个问题：

1. 伤害是否取整？
2. 公式运算顺序是否有影响？

首先要确定是否要取整。不取整的优点是会让数值设计的颗粒度更细，与设计预期更相符。但假如游戏中明明白白地告诉了玩家HP=100，并且每次命中还会飘数字，那么建议还是要取整，不然前端显示和后台运算不一致，会让玩家产生疑惑“为什么他打我99我就死了？！”
其次取整的规则，四舍五入、进一、退一，根据自己游戏需要选择。

如果不取整，那无须考虑公式运算顺序的问题。

但如果取整，何时取整就显得很重要，比如下面的表格，取整的时机会直接影响到最终伤害。
所以建议如果要取整，公式中间不要取整，全部用浮点计算，等实实在在算完之后，再最后统一取整（来自一个过来人，血的教训）。

彩蛋2：绝对数值空间
枪械的绝对数值空间其实就是枪械TTK允许减少的程度。

众所周知，CF的英雄级武器和普通武器之间存在数值差异。这里举一个CF手游的例子。

M4A1-雷神的伤害比普通M4的伤害+1（31/30），那为什么AK47-火麒麟不+1（36/35）？

首先，假设火麒麟伤害是36，我们把各个部位的伤害算出来。
可以看到，M4伤害+1对子弹价值没有任何变化，如果射速一致，对TTK没有任何影响。

反观AK，命中4枪腿和命中2枪手+1枪躯干，都从不致死变成了击杀，对TTK产生巨大影响。

那后面能不能出32伤害的M4呢？显然不行，1枪爆头的M4，出了就凉了……
二、弹道轨迹
这部分就是玩家口中的“枪械稳定性”，由后坐力和散发组成。
枪械的理论TTK决定了枪械强度的上限，而弹道轨迹决定了枪械强度的下限，以及枪械实际TTK达到理论TTK的难易程度。

除此之外，弹道轨迹还有下面几个作用：

1. 锚定枪械受众，决定一把枪适合新手还是高手。



2. 枪械手感差异化的重要因素。
3. 在TTK基础上，调控玩家行为和枪械外网K/D数据的手感数值空间。
弹道轨迹一般包括两个核心参数：后坐力、散发。主流的弹道模型有两种：

1. CSGO、Valorant、CF：7形弹道
Valorant弹道
2. COD、PUBG：S形弹道
PUBG弹道
因为我工作内容主要是7形弹道，所以下面主要以7形弹道展开。

后坐力
首先解释一下压枪的概念：通过鼠标/手柄/划屏/陀螺仪等输入，去对抗后坐力的过程。
CSGO：AK47压枪轨迹
垂直后坐力
垂直方向的后坐力，一般固定向上，所以垂直后坐力是经过练习后能够完全掌握压枪的参数。触发垂直后坐力时，Camera会也会向上旋转一定角度来模拟后坐力。垂直后坐力在打出第一发子弹后触发，并通过Camera上抬来影响下一发的着弹点。
仅触发垂直后坐力演示
水平后坐力
水平方向的后坐力，概率左右偏转，所以水平后坐力是经过练习后能够部分掌握压枪的参数。跟垂直类似，触发水平后坐力时，Camera会水平旋转一定角度，并影响后续着弹点。水平和垂直后坐力共同组成了枪械的基础弹道骨架。
仅触发水平后坐力演示
最大后坐力
7形和S形弹道的区别，主要体现在这里。对于7型弹道来说，必须有最大后坐力来限制弹道骨架；但对于S形弹道来说，则不一定。
（7形弹道） （S形弹道）
对于7形弹道来说，一般前5-8发子弹以纵向后坐力为主。之后达到最大纵向后坐力，然后只触发横向后坐力，并在最大横向后坐力的范围内，概率左右偏转。

而横向后坐力的这个概率，也可以玩出很多花样，也可以玩出很多花样，可以做出正7、倒7、T形等弹道，体现手感差异。

而对于S形弹道来说，可以没有最大后坐力，子弹足够可以达到仰角极限。
PUBG：不压枪扫射

S形弹道还可以引入分段的概念，不同子弹区间内的后坐力，可以设计成不一样，调控枪械的强势时期。
后坐力修正
在开火过程中，后坐力不一定是固定的，基础后坐力有一个Base值，后续后坐力在Base的基础上加上一个修正值。这个修正值如果是正数，就会越扫越飘；如果是负数，就会越扫越准。这个主要看枪械定位，和游戏是鼓励点射还是扫射。
1P不同状态下的后坐力修正也不一样，一般1P速度越慢，后坐力修正越小。
像COD这种Locomotion特别强大的游戏，还会有滑铲、趴下、架枪等操作，也会对后坐力修正有影响。

（站立后坐力） （下蹲后坐力）
这里也可以根据不同枪系的定位特点，去设计手感差异，让一些枪适合站撸，一些适合跑打。
全部起P90！这把RushB！
点射机制
后坐力修正还会受到点射机制的影响，什么是点射机制？
Valorant中的点射机制

如上面的视频所示，点射机制就是：在冷却时间内再次输入开火指令，后坐力修正也会累积。直到
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