《默特术士》周一随笔 #55——交织 2D 与 3D

周一快乐！

我目前仍深陷于教程制作和性能优化的泥潭中，但我觉得今天聊聊《默特术士》（MoteMancer）是如何同时使用 2D 和 3D 管线，以及由此带来的机遇，应该会很有趣。这其中既有优点也有缺点，我不确定如果重来一次还会不会选择同样的道路，但我清楚地记得自己是如何走到这一步的，那么就让我们踏上这段旅程吧。




从一开始我就知道《默特术士》将以 2D 游戏的形式呈现。自动化游戏最吸引我的地方之一就是本地物流谜题本身，即意识到每一个空间都有其机会成本。《默特术士》确实比其他任何东西都更专注于这种玩法。

3D 工厂游戏虽然视觉奇观很棒，但很快就会变得难以阅读，尤其是当你将多条生产线堆叠在一起时。当然，那也有它自己的优势，但本身六边形网格（Hex Grid）就已经够复杂了，需要耗费大量脑力，所以最终还是选择了 2D。

这意味着理论上一切都可以是单张图片或精灵图表（sprite sheet），最初我以为这将是一个巨大的性能优势。但目前尚无定论，因为虽然不渲染 3D 物体确实节省了很多开销，但 Unity 的许多引擎优化都是专门针对 3D 的（比如 DOTS），而我起初并不知道这一点。

不过，2D 确实提供了一个很好的起步框架，并符合我的设计目标，所以它就是这样开始的。




第一个重大障碍来自于玩家角色需要各种各样的动画。通常你可以用精灵图表序列来解决这个问题，但考虑到我有那么多的角度和动作，给予角色所需的一切动画所消耗的纹理空间简直是天文数字，根本行不通。并不是我没尝试过，在意识到这条路走不通之前，我确实构建了完整的 2D 精灵管线。

我甚至尝试了一个很酷的灯光技巧，即用纯红、绿、蓝光拍摄角色，这样你就可以事后更改灯光。比方说，你的法杖光是红色的，但你想施放一个暗影法术，你可以在事后提取红色信息并将该颜色更改为任何你想要的颜色（比如紫色），从而在 2D 精灵图像上模拟实时灯光变化。



总之，无需多言，我没有走那条路，而是选择了全实时 3D 角色。现在的主要问题是——游戏已经在 2D 中进行渲染和排序，所以我需要一种方法将两者结合，以获得连贯的结果。谢天谢地，Unity 提供了从主摄像机创建独立渲染摄像机的功能，从而实现了这一点。

实际的角色位于远处的一个倾斜平面上，摄像机像从游戏视角一样对着他们。此外还有一个专门捕捉投射阴影的特殊摄像机。你在游玩时有没有注意到，随着时间的流逝，角色的阴影会围绕着他们旋转？这种效果就是通过另一个摄像机捕捉投射阴影，同时一个伪光源随着昼夜循环不断旋转来实现的。






事实证明，用一个或两个独特的摄像机渲染角色并不便宜，这实际上是《默特术士》必须支付的更昂贵的持续性成本之一。而且必须这样做，因为没有这个摄像机技巧，3D 角色无法与场景中的其他 2D 物体正确排序。

好消息是，可以进行很多优化，其中一个大头就是确保角色对所有东西使用单一网格。这对材质来说通常是个问题，但我们可以利用一些非常棒的方法，这也为我们未来的成功打下了基础。



在上图中，我们可以将色样（swatch）映射到角色的特定部分，甚至更好的是，将颜色本身暴露出来，以便实时编辑。是的，这意味着角色自定义的大门已经敞开！这在游戏流程中具体会落在哪里还未确定，很可能是通过早期研究解锁，或者在游戏开始前进行选择。




仅仅一个角色还不足以将混合渲染设置推向极限，真正的杠杆是地形渲染。《默特术士》最初对所有内容都使用瓦片地图（tilemaps），虽然游戏可能也能在那条路上取得成功，但拥有一个无限大的瓦片世界比低分辨率网格昂贵得多，至少对于《默特术士》的限制来说是这样。



这里的每个顶点都会采样噪声纹理，以创建海岸线和驱动地形纹理的 RGB 遮罩。我对此写过相当详尽的文章，但简而言之，这种方法在大幅提升性能的同时，也赋予了《默特术士》柔和的绘画般地形外观。




没有计划能在接触现实后依然完美，以现在的认知来看，我能预见《默特术士》为了 DOTS 和 ECS Unity 管线而更全面地向 3D 资产倾斜的世界，但那也会带来许多其他的权衡。尽管对游戏有清晰的愿景，但《默特术士》旅程的很大一部分是一个雕塑的过程，即让游戏展现其自身的特性，并顺应它们，而不是与之对抗。

在开发空间的另一端，改版后的教程正在稳步推进，我越来越确信“炼金术士日志”（Alchemists Journal）功能值得制作。成就系统也即将到来。未来一片光明 :)

回到实验室去了 🌿
~CyanAvatar