24、游戏场景与效果的精细处理

游戏场景与效果的精细处理

1. 细节法线

细节法线有时可视为风格化渲染流程的一部分，但为使其在整体艺术指导中更突出，我们将其从风格化流程中分离出来。我们旨在强化模型轮廓的风格化特征，同时赋予材质真实感，比如皮革要呈现皮革质感，树皮要展现树皮外观。

以下是处理细节法线的具体步骤：
1. UV 节点 ：设置要操作的 UV 空间，使用主 UV 通道时保持为 UV0，将其输出连接到 Swizzle 节点。
2. Swizzle 节点 ：混合输入通道以获取所需数据量的输出，本例中设置输出为 xy 通道（即 rg 通道），得到 Vector2 输出，再将其输入到 Multiply 节点。
3. Multiply 节点 ：使用浮点参数增强 UV 的可定制性，“Detail Normal Scale”参数可在检查器中调整，其输出连接到 Sample Texture 2D 节点的 UV 通道。
4. Sample Texture 2D 节点 ：另一个输入为纹理 2D 参数“detail normal”，“Space”选项设为“Tangent”，通过 Combine 节点从其输出的 R 和 G 通道组合成 Vector2。
5. Combine 节点 ：将 Sample Texture 2D 节点输出的 R 和 G 通道组合成 Vector2，以采样所需纹理并遵循设置的 UV。
6. Scale 和 Bias 节点（使用乘法和减法） ：将 (0 到 1) 范围转换为 (-1 到 1) 范围，对 X 和 Y 向量分别乘以 2 再减去 1，输出连接到 Normal Reconstruct Z 节点。
7. Normal Reconstruct Z 节点 ：根据 Sample Texture 2D 节点所选法线贴图的 R 和 G 输入推导正确的 Z 值。
8. Normal Strength 节点 ：输入为 Normal Reconstruct Z 节点的输出，通过“Detail Normal Strength”参数可动态调整细节法线强度。
9. Normal Blend 节点 ：将细节法线与网格本身的法线进行混合。
10. Boolean 关键字 ：可选择是否使用细节法线，“On”时接受网格和细节法线的混合法线，“Off”时仅接受网格法线，输出连接到 Master Stack Normal 输入。

以下是该流程的 mermaid 流程图：

graph LR
    A[UV 节点] --> B[Swizzle 节点]
    B --> C[Multiply 节点]
    C --> D[Sample Texture 2D 节点]
    D --> E[Combine 节点]
    E --> F[Scale 和 Bias 节点]
    F --> G[Normal Reconstruct Z 节点]
    G --> H[Normal Strength 节点]
    H --> I[Normal Blend 节点]
    I --> J[Boolean 关键字]
    J --> K[Master Stack Normal 输入]

2. 建筑架构清理

当前建筑的轮廓可能看起来不错，但架构是否合理呢？我们需要确保建筑架构看起来像是由生物建造的，由于要模仿的生物是虚构的，这是一项具有挑战性的任务。

建筑设计应融入空间、行星形状和时间概念，可通过调整建筑形状来突出其独特风格，以契合设计的文化背景。同时，为优化游戏性能，需去除不可见的几何图形，采用背面剔除技术，即不渲染物体不可见的背面，避免浪费计算机资源。

3. 纹理融合

在构建地形或大型连接物体时，常出现显示物体为 3D 网格的线条，这会影响沉浸感。以下是几种改善方法：
- 添加额外网格覆盖分割处。
- 对网格进行分层或重叠，营造轻微破损的效果。
- 采用纹理融合技术，如使用 Y-up 材质，通过世界法线的正 Y 值进行材质融合。

具体操作步骤如下：
1. 取世界空间的法线向量乘以名为“Offset”的 Vector3，“Offset”默认值为 (0, 1, 0)。
2. 使用“Blend”和“Level”两个浮点参数进行融合控制，“Blend”取值范围为 0 到 1，0 表示无融合，仅显示基础纹理；1 表示无融合，显示另一种纹理的硬边界。“Level”参数设为滑块，最小值 0，最大值 100，默认值 1。
3. 数据末尾使用 saturate 确保数据范围在 0 - 1 之间，作为 Lerp 的 T 值。
4. Lerp 操作中，A 为基础纹理，B 为 Y-up 纹理，T 为 saturate 的输出，其结果作为基础颜色。

以下是纹理融合参数的表格：
| 参数 | 类型 | 取值范围 | 说明 |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| Blend | 浮点 | 0 - 1 | 控制纹理融合程度 |
| Level | 浮点 | 0 - 100 | 辅助融合的参数 |
| Offset | Vector3 | - | 与世界法线向量相乘 |

4. 环境杂物布置

环境杂物布置是一项专门工作，负责此项工作的人员被称为杂物艺术家。他们的任务是放置物品，使环境更具生活气息。目前的环境是机械设计的，我们知道角色触发过场动画和解决物理谜题的位置，但不清楚之前人们如何使用这些空间。

杂物艺术家会放置一些小物品，如破碎物品、蜘蛛网或生长的植物，以讲述每个区域的小故事。

5. 细节网格

Unity 地形可容纳细节网格，用于放置简单的网格，如草或小岩石。这与杂物艺术家的工作类似，但更侧重于自然环境的塑造。我们要确保草和岩石放置在合理的位置，以完善场景细节。

6. 特效处理

特效打磨与动画打磨类似，需精细调整以激发观众的正确情感。这里介绍两种特效：

楼梯阻挡特效

楼梯阻挡特效用于在洞穴第一部分的楼梯处设置障碍，玩家需找到方法解除该障碍才能继续前进。该特效通过着色器实现，具体步骤如下：
1. 纹理准备 ：使用通道打包纹理，包含三个独特的云纹理，这些云纹理是 Adobe Photoshop 中的灰度 Perlin 噪声，分别放置在红、绿、蓝通道。
2. 参数设置 ：
- “Color”：设置神秘魔法的整体颜色。
- “Cloud Tex”：用于该着色器的纹理。
- “Offset”和“Tiling”：分别有 A 和 B 版本，用于控制 UV 的偏移和平铺。
- 两个边缘参数用于 Smoothstep 节点。
3. 纹理动画实现 ：
- 使用“Tiling”、“Offset”和“Cloud Tex”实现纹理动画。
- “Time”节点提供游戏时间，乘以常量控制速度。
- “Tiling And Offset”节点处理 UV 的平铺和偏移，将偏移 Vector2 赋值为时间的乘法结果，以实现 UV 动画。
- 将“Tiling And Offset”节点的输出连接到 Sample Texture 2D 节点的 UV 输入。
4. 噪声模式组合 ：设置 Offset A 和 Offset B 以不同速度和比例移动和平铺，通过乘法组合两个 Sample Texture 2D 节点的输出，形成动态云结构，对三个通道（R, G, B）都进行此操作。
5. 数据处理 ：将每个通道的结果乘以 5，然后将三个通道相加得到单一数据流。
6. 效果优化 ：使用 Smoothstep 处理数据，将接近 0 的值推至 0，接近 1 的值推至 1，再加上之前的相加结果，进行饱和处理并乘以颜色参数，以在检查器中更改颜色。

以下是楼梯阻挡特效处理流程的 mermaid 流程图：

graph LR
    A[纹理准备] --> B[参数设置]
    B --> C[纹理动画实现]
    C --> D[噪声模式组合]
    D --> E[数据处理]
    E --> F[效果优化]

通过以上对细节法线、建筑架构、纹理融合、环境杂物、细节网格和特效的处理，我们可以打造出更具沉浸感和真实感的游戏场景。

游戏场景与效果的精细处理

7. 特效处理 - 续（Myvari 的心灵遥感特效）

虽然文档未详细提及 Myvari 的心灵遥感特效，但可以推测它也需要像楼梯阻挡特效一样进行精细的设计和实现。一般来说，心灵遥感特效可能会涉及到能量的表现、物体的移动和变形等。以下是一个可能的处理流程：

1. 特效概念设计 ：确定心灵遥感特效的外观和风格，例如能量的颜色、形状和流动方式。
2. 纹理和材质准备 ：创建或选择适合的纹理和材质来表现能量和物体的变化。
3. 动画设计 ：设计物体在心灵遥感作用下的动画，如移动、旋转和变形。
4. 着色器编写 ：使用着色器来实现特效的视觉效果，如能量的发光、折射等。
5. 参数调整 ：调整特效的参数，如能量的强度、范围和持续时间。
6. 与游戏逻辑集成 ：将特效与游戏逻辑集成，确保在正确的时机触发特效。

以下是 Myvari 心灵遥感特效处理流程的 mermaid 流程图：

graph LR
    A[特效概念设计] --> B[纹理和材质准备]
    B --> C[动画设计]
    C --> D[着色器编写]
    D --> E[参数调整]
    E --> F[与游戏逻辑集成]

8. 整体优化与测试

在完成上述各项处理后，需要对整个游戏场景进行优化和测试，以确保游戏的性能和用户体验。

优化步骤

1. 性能分析 ：使用性能分析工具，找出游戏中的性能瓶颈，如高 CPU 使用率、内存泄漏等。
2. 资源压缩 ：对纹理、模型和音频等资源进行压缩，减少游戏的存储空间和加载时间。
3. 算法优化 ：优化游戏中的算法，如碰撞检测、路径规划等，提高游戏的运行效率。
4. 多线程处理 ：使用多线程技术，将一些耗时的任务分配到不同的线程中执行，提高游戏的响应速度。

测试步骤

1. 功能测试 ：测试游戏的各项功能是否正常工作，如角色移动、交互、特效等。
2. 兼容性测试 ：在不同的设备和操作系统上测试游戏，确保游戏的兼容性。
3. 性能测试 ：在不同的硬件配置下测试游戏的性能，确保游戏在各种设备上都能流畅运行。
4. 用户体验测试 ：邀请用户进行游戏测试，收集用户的反馈和意见，改进游戏的用户体验。

以下是整体优化与测试步骤的列表：
1. 性能分析
2. 资源压缩
3. 算法优化
4. 多线程处理
5. 功能测试
6. 兼容性测试
7. 性能测试
8. 用户体验测试

9. 总结

通过对游戏场景的细节法线、建筑架构、纹理融合、环境杂物、细节网格和特效等方面进行精细处理，以及对游戏进行整体优化和测试，我们可以打造出一个更具沉浸感、真实感和趣味性的游戏世界。

在处理过程中，我们需要遵循一定的操作步骤，如在细节法线处理中按照节点顺序进行操作，在纹理融合中使用特定的参数和节点进行控制。同时，我们还可以使用 mermaid 流程图和表格来清晰地展示处理流程和参数信息。

以下是整个游戏场景处理流程的总结表格：
| 处理内容 | 操作步骤 |
| ---- | ---- |
| 细节法线 | UV 节点 -> Swizzle 节点 -> Multiply 节点 -> Sample Texture 2D 节点 -> Combine 节点 -> Scale 和 Bias 节点 -> Normal Reconstruct Z 节点 -> Normal Strength 节点 -> Normal Blend 节点 -> Boolean 关键字 -> Master Stack Normal 输入 |
| 建筑架构清理 | 融入空间、行星形状和时间概念，去除不可见几何图形，采用背面剔除技术 |
| 纹理融合 | 取世界法线向量乘以 Offset -> 使用 Blend 和 Level 参数控制融合 -> saturate 确保数据范围 -> Lerp 操作得到基础颜色 |
| 环境杂物布置 | 放置小物品，讲述区域小故事 |
| 细节网格 | 在 Unity 地形中放置草和小岩石，确保位置合理 |
| 楼梯阻挡特效 | 纹理准备 -> 参数设置 -> 纹理动画实现 -> 噪声模式组合 -> 数据处理 -> 效果优化 |
| Myvari 心灵遥感特效 | 特效概念设计 -> 纹理和材质准备 -> 动画设计 -> 着色器编写 -> 参数调整 -> 与游戏逻辑集成 |
| 整体优化与测试 | 性能分析 -> 资源压缩 -> 算法优化 -> 多线程处理 -> 功能测试 -> 兼容性测试 -> 性能测试 -> 用户体验测试 |

通过以上的处理和优化，我们可以为玩家带来一个更加精彩的游戏体验。