游戏开发

在之前的文章中写的Shader，呈现出来的物体样子是一个平面2D的状态，即使物体是3D的，那是因为，我们还没有将灯光加入到Shader的运算中。现在，我们将介绍灯光相关的东西，最后呈现出和 Unity Diffuse Shader 一样的效果。 什么是光照模型 光照模型，简单理解就是一种运算，或者说一个公式，计算的结果，决定了一个点受到光照时，所表现出来的效果。例如，光照在木板上，和照在一面镜子上，我们所看到的效果是不一样的，照在镜子上，很大一部分光会被镜子反射，而木板，却不会反射那么多光。 进入摄相机的光线分类 在游戏中，我们可以将进入摄相机的光分为 高光反射、漫反射、自发光等。像上面说的镜子反射了大部分光，就是高光反射，现实中比较光滑的表面，受到光照时，都会产生这种效果，很亮。而光线照在木头上，就是漫反射，其实是木头先吸收了光，然后向周围散射出去，这个就不会很亮。而自发光，就是字面意思，自身是一个发光体。这里大概知道这些词是什么就可以，不必深究里面的原理。 这一篇博客，接下来我们将在Shader中实现一下漫反射。实现漫反射，可以在顶点函数中，这叫做逐顶点光照。也可以在片元函数中实现，这叫做逐片元光照。在顶点函数中实现，也就是对每一个顶点都进行一次光照的计算，而在片元函数中也就是对每一像素执行光照计算，所以，在片元函数中实现相对来说要更耗费一点性能。 在顶点函数中实现漫反射 漫反射的计算公式是 最终颜色=直射光颜色 * max(0, dot(光线，法线))，也就是使用 Directional Light 的颜色 乘 光线发射方向 与顶点法线方向的夹角，dot函数就是点乘，结果就是夹角。有一点要注意的是，dot中的 光线 和 法线 都是单位向量，也就是我们要对其进行标准化。max函数是取最大值，也就是说，如果dot计算出来的结果小于0，那就取0。 看下面的代码，注意看注释，从上往下每一个注释都要看 Shader "iMoeGirl/04-DiffuseVertex" { SubShader { Pass { // 要使用光照，首先要定义一下LightMode，这里我们使用ForwardBase， // 这里先不用管意思，只要照着写上就行 Tags { "LightMode" = "ForwardBase" } CGPROGRAM // 这里我们将 Unity 一些预定义的Shader代码包含进来， // 里面有我们需要的东西，场景中第一个Directional Light的信息（后面用来做计算） #include "Lighting.cginc" #pragma vertex vert #pragma fragment frag // 根据共识，要计算最终顶点的颜色，需要法线数据，所以这里将法线从Application传到顶点处理函数中 struct a2v { float4 vertex: POSITION; float3 normal: NORMAL; // NORMAL就是法线语义，之前的文章说过 }; struct v2f { float4 position: SV_POSITION; fixed3 color : COLOR; // 这个颜色就是在顶点函数中计算完的顶点的漫反射颜色，传到片元函数中 }; // 把光照的计算放在顶点函数中，所以叫做顶点光照 v2f vert(a2v v) { // 定义一个数据传送结构体（传送到片元函数中） v2f f; f....

今天我们要在 UGUI 上实现图片RGB通道分离抖动效果，先看最终效果图 ...

上一篇博客 说了在 CGPROGRAM 中写代码、顶点处理函数、片元处理函数、以及在两个函数之间传递简单的数据、从 ShaderLab 属性到CG数据类型之间的联系等。这一篇博将稍详细一点说一下 Shader 的基本知识，以及在顶点和片元函数之间传递更多的数据。 Shader的基本理解 简单来说，Shader 决定了一个模型最终呈现在屏幕上的样子。一个模型由很多顶点构成，而每一个顶点，都会经过 Shader 中的顶点处理函数，这个过程，就是从应用将数据传递到顶点处理函数，顶点函数需要将顶点从模型空间转换到屏幕空间，或者说是裁剪空间，也可以简单理解为从 3 维空间转换到屏幕上的 2 维空间。在这个过程中，还可以做一些其他对顶点的操作。 顶点数据经过顶点处理函数处理后，接下来就返回，然后传给片元处理函数，到了这一步，面对的，就是像素，也就是每一个像素的颜色值。在这里，可以根据自己的需求，对每一个像素做处理，例如做高斯模糊，RGB通道分离，等等，各种各样的效果。 向 Shader 传递更多的数据 在之前的博客文章中，我们只是将顶点的坐标传给了Shader，但是我们还需要其他的数据，例如法线，例如切线，纹理坐标等等。接下来，我们将使用结构体来存储要传递的数据，看下面的代码 Shader "iMoeGirl/03-Shader" { Properties { _MainColor("颜色类型", Color) = (1,1,1,1) } SubShader { Pass { CGPROGRAM float4 _MainColor; #pragma vertex vert #pragma fragment frag // 这里定义一个结构体，封装需要从应用传到顶点函数的数据 struct a2v { float4 vertex : POSITION; // 顶点坐标 float3 normal : NORMAL; // 顶点法线 float4 textcoord : TEXCOORD0; // 第一套纹理坐标(可以有多套) }; // 这里定义另一个结构体，封装从顶点函数传到片元函数的数据 struct v2f { float4 position : SV_POSITION; float3 temp : COLOR0; }; // 顶点处理函数，传入的是a2v结构体，返回的是要传到片元函数的v2f结构体 v2f vert(a2v v){ v2f result; result....

上一篇博客 介绍了Shader的基本结构，这里我们继续来说Shader的编写，也就是要在 CGPROGRAM 中写代码。首先我们把之前的Shader结构代码复制过来。 Shader "iMoeGirl/MyShader" { // Shader 名字 // 这里定义一些属性，可以显示在UI面板上用于调节 Properties { // 属性名("Inspector面板上显示出来的属性名", 属性类型) = 默认值 _Color("颜色类型", Color) = (1,1,1,1) _Vector("向量类型", Vector) = (1, 2, 3, 4) _Int("整型", Int) = 11111 _Float("浮点型", Float) = 12.11 _Range("范围类型", Range(100, 1000)) = 128 _Tex2D("贴图类型", 2D) = "white"{} _Cube("立方体贴图类型", Cube) = "white"{} _Tex3D("3D纹理", 3D) = "white"{} } // 子 Shader，可以写多个，显卡运行时， // 从第一个SubShader开始，如果第一个里面的效果都支持，则使用第一个， // 如果发现这个SubShader里面某些效果不支持，则自动运行下一个SubShader SubShader { // 至少有一个Pass，相当于一个方法 Pass { // 在Pass块里写Shader代码 CGPROGRAM // 使用 CG语言编写Shader ENDCG } } // 如果发现所有的SubShader都不支持，则使用Fallback，相当于后备方案 Fallback "VertexLit" } 怎样使用 Properties 中定义的属性 Unity3D定义Shader属性所使用的语法，和CG所使用的说法是不一样的，所以我们要在一个Pass中使用Properties中定义的属性，需要在Pass中再以CG的语法再写一遍，其实就是变量名相同，而数据类型不同，在Shader在编译的时候，就会自动将两个变量关联起来。看下面的代码...

MeshFilter 存储一个Mesh（网格，模型的网格，模型的三角面顶点信息） MeshRenderer 用于渲染一个物体的外观，数据来源于MeshFilter Material 材质包含两部分，贴图和Shader OpenGL DirectX 直接与显卡交互图形渲染库，可以理解为应用程序与显卡之间的桥梁，为应用程序提供一些渲染接口，用于渲染。 Shader Shader可以理解为是一种渲染命令，由opengl或DX进行解析，用于控制图形的渲染。 GLSL/HLSL/CG shader编程语言，GLSL面向OpenGL，HLSL面向DirectX，CG是Nvidia公司出的，跨平台的shader编程语言。 ShaderLab 我们在Unitiy中写Shader用的语言是ShaderLab，可以理解为Unity为了方便使用者写Shader而创造的一种新的Shader语言，最后其实都会在底层被翻译成GLSL或HLSL或CG。 Unity中的Shader分类 Shader的中文名叫做着色器 表面着色器，Surface Shader 顶点/片元着色器，Vertex/Fragment Shader 固定功能着色器，Fixed function Shader (在现代硬件上基本已被弃用) 表面着色器可以理解为是对顶点/片元着色器的一种封装，它帮我们处理了很多渲染上比较麻烦的事情。而顶点/片元着色器就相对更灵活一些，也就是说很多东西要自己处理，相对来说要写的代码更多一些。进一步讲，使用顶点/片元着色器能实现的效果，使用表面着色器并不一定能实现，或者说，并不一定那么方便地实现。 Unity Shader 结构 Shader "iMoeGirl/MyShader" { // Shader 名字 Properties { // 这里定义一些属性，可以显示在UI面板上用于调节 } SubShader { // 子 Shader，可以写多个，显卡运行时， // 从第一个SubShader开始，如果第一个里面的效果都支持，则使用第一个， // 如果发现这个SubShader里面某些效果不支持，则自动运行下一个SubShader } // 如果发现所有的SubShader都不支持，则使用Fallback，相当于后备方案 Fallback "VertexLit" } Unity Shader 属性类型 Shader "iMoeGirl/MyShader" { // Shader 名字 // 这里定义一些属性，可以显示在UI面板上用于调节 Properties { // 属性名("Inspector面板上显示出来的属性名", 属性类型) = 默认值 _Color("颜色类型", Color) = (1,1,1,1) _Vector("向量类型", Vector) = (1, 2, 3, 4) _Int("整型", Int) = 11111 _Float("浮点型", Float) = 12....

上一篇博客我们实现了一些简单的数学曲面，这一节我们将继续更复杂的数学曲面展示，所有资源完全承接上一篇内容。 2.5 创建一个涟漪效果 先来看一下最终要实现的效果图 我们一步一步来实现这个效果。首先，要创建一个基于到原点距离正弦波。而这个距离，我们使用毕达哥拉斯定理也就是勾股定理 $a^2 + b^2 = c^2$ 。对于这个效果来说，我们是基于XZ坐标来求Y坐标的，所以也就是 $\sqrt{x^2 + z^2}$ 。 ...

这篇博客是上一篇 使用Unity3D展示Sin函数动画 的续篇，在上一篇的基础上，来实现更复杂的效果。在文章最后会有完整的 C# 代码和 Shader 代码，先来看一下最终的效果图 由于篇幅太长，所以将分为上下两部分，现在开始第一部分的内容。 先将上一节 使用Unity3D展示Sin函数动画 的资源准备好，可以按下面的步骤手动建立，也可以直接导入上一节内容的完整 Unity 资源包，点这里下载 使用Unity的Cube做成一个Prefab 新建一个 Shader，命名为 ColoredPoint，Shader 的代码为上一篇博客的 Shader 新建一个材质，命名为 ColoredPoint，并使用第2步中创建的Shader C# 逻辑代码，也使用上一篇博客中的完整代码，在本文中会有很多修改 接下来，我们开始新的内容。 1 在不同的效果函数之间切换 在上一篇博客中我们实现了Sine函数的展示，现在要加入更多函数的展示，为了方便在运行状态可以随时切换到其他函数，我们需要把每一种类型的展示放在独立的函数中。 1.1 将 Sine 函数的表示放在独立函数中 首先在 Graph 脚本中添加一个新的函数 float SineFunction(float x, float t) {}，这个函数将用于展示 $f(x,t) = sin(π(x + t))$。然后我们需要将函数体的内容填写进去，代码如下 float SineFunction(float x, float t) { Mathf.Sin(Mathf.PI * (x + t)); } 然后把 Update 函数里的代码改为调用我们新添加的函数 void Update () { for (int i = 0; i < points....

今天我们要实现的东西，就是下面这个动图的效果。使用代码控制方块的坐标，来展示 Sin 函数。方块的颜色变化，是随着坐标变化而动态改变的，我们会写一个超简单的 Shader 来实现。 ...

这是 Unity 基础系列教程的第一篇博客。我们将由浅入深，一步一步学习Unity及游戏开发相关的东西。整个系列教程所使用的Unity版本为 2018.4 及以上就可以，如果要使用特殊版本，则会在文中指出。 今天要做的是一个能够实时显示当前时间的时钟，就是下面这个东东。 1 首先建立一个新工程 首先打开Unity，创建一个新工程，名字自己定，例如 Clock 就可以。默认打开后，Unity 默认布局是下面图的样子。 你也可以更新布局，例如换成同时显示View和Game视图的布局，只需要点击编辑器最右上角的那个按钮，然后选择 2 by 3 即可成为下面图的样子。 下面是分辨率的设置，一般游戏开发中，会使用一个基准分辨率，很多游戏采用的是 16:9 的模式。这个在 Game 视图中设置，看下面的图，选择 16:9 即可 1.1 创建一个 GameObject 默认的场景中，会包含两个 GameObject，一个是主相机 MainCamera， 一个是灯光 Directional Light。这两个东西保持默认就好，现在我们创建一个新的物体，在 Hierarchy 面板右键，然后 Create Empty，或者通过菜单栏 GameObject/Create Empty都可以，这样就会在Hierarchy 面板上看到我们新建的物体，然后对这个物体重命名为 Clock，并且把它的位置置为 (0,0,0)。看下面的图 1.2 创建时钟的表盘 创建表盘，我们使用 Unity 默认的物体 Cylinder，然后改变它的大小，使其成为我们的表盘。首先，通过右键 Hierarchy 空白处，或者通过菜单栏 GameObject 中的 3D Object/Cylinder 选项，来创建一个 Cylinder，就是一个圆柱体。 Cylinder 默认已经有了很多组件，Mesh Filter、Capsule Collider、MeshRenderer。默认我们不需要物理模拟方面的东西，所以我们先把 Capsule Collider 这个碰撞器给删掉，通过右键这个组件，Remove Component 即可。 然后我们改变园柱体的大小，因为表盘是一个圆盘形状的东西，所以我们把圆柱体压平，也就是改变y轴的大小始可。把圆柱体 Scale 设置为 (10, 0.1, 10)，如下图。...

经历过很多项目，遇到和解决过很多问题，但是没有没有以文字的形式总结过。所以这个系列，我打算从客户端的视角，去总结一个游戏项目从开始到上线，整个过程中的一些事情，人员之间的配合，客户端一些重要模块的实现，开发过程中遇到的问题等等。 一个项目的开始，可能始于某一个人的某一个微小的想法，经过一段时间的构思，然后到达公司层面，在经过很多人的会议讨论，市场调研，等等，觉得方案可行，然后就是立项，准备进入开发阶段。这个过程不是一两天完成的，可能经历了很长时间。这个阶段，也会大概预计项目周期，项目成本，什么时候上线，盈利情况预估等等。 一旦确认了项目开发，策划方面会先行，进行项目的具体设计，开会讨论，确定方案等等。 然后美术也会根据项目的方向，做一些可以看的东西，可能这些东西最终不会进到版本中，但是现阶段是需要的。 至于程序呢？这个阶段可能就开始搭框架了，做一些与具体游戏逻辑没有太大关联的，框架层面的模块，例如资源管理啦，网络通信啦，等等。 这个阶段可能会持续一段时间，然后就会逐渐进入更加规范和流程化的游戏逻辑开发。不同的程序写不同的游戏模块。 在前期开发过程中，可能会有很多东西做出来了，然后效果不太好，就被砍掉了，或者整个设计变化很大，基本上等于这个模块推到重来，这都是很正常的情况。不管是美术，策划，和程序，都会有这种情况发生，不过随着游戏的开发进度，这种情况会越来越少。 从开发到上线，游戏会经历很多测试版本，可能有公司内部测试版本，外部小规模测试版本，外部大规模测试版本，付费测试版本等等。每一次版本测试，都会得到很多信息，用于调整和改善游戏内容。经过几轮测试以及测试后的版本打磨，整个项目会越来越接近上线版本。 当然，在一切顺利的情况下，游戏最终会提交上线。然后就是后期的运营，以及上线后的版本迭代，内容更新，Bug 修复等等。 这大概就是一个游戏项目的完整生命周期。