獨立游戲《FISH 魚》開發(fā)日志系列 - 為Unity3D構(gòu)建程序化的Sprite材質(zhì)系統(tǒng) - Part 1
在過去的一周里，5.23-5.31，我所做的主要工作是，為FISH里的Sprite定制特殊的程序化的效果。FISH場景當(dāng)中，石頭是很重要的一部分，如何利用有限的資源，盡量少的存儲空間，去實現(xiàn)最豐富的效果，是我們需要達(dá)到的目標(biāo)。
FISH場景里的石頭基本上采取的設(shè)計思路是：形式盡量相同，或者自相似，類似分形的邏輯；色彩上可以有多重變化，這樣即便形狀相似，也不會覺得太單調(diào)。在13年的FISH的版本中，所有的石頭，都是直接在PS里繪制完成，石頭的繪制，用了很多PS里的圖層組混合模式（Blending Option）來完成，本身就是一種程序化的繪制方式。參見火星網(wǎng)的專訪
(上圖為PS里石頭的涂層疊加屬性繪制方法)
因此我們在想，既然石頭本身就是程序化的方式繪制出來的，為何不把這套流程搬進(jìn)Unity里，這樣就能夠減少2d材質(zhì)的用量，做到精簡游戲呢，相當(dāng)于直接在Unity里畫出來這些石頭。當(dāng)然，隨便一想就知道，要把PS里的豐富的涂層混合選項（Blending Option）搬進(jìn)Unity很定很費事兒，并且，偏離了我們做游戲的初衷，因此
先分析一下目前石頭是怎么畫的，然后看哪些特征是可以畫在PS里的，哪些特征是需要大量改變的，區(qū)分出這些，比較有利于我們在unity里用最少的力氣實現(xiàn)相應(yīng)的功能。因此簡化一下PS里的工作流，大致可以得到下面這個表。
所以基本上，我們能夠方便的調(diào)整的就是，1. 石頭的基本色，2. 石頭的疊加的紋理材質(zhì)，3.石頭的混合顏色（Tint Color），4.以及Tint Color是如何和原本的石頭進(jìn)行過渡的。
因此在明確了這些需求之后，我們就就設(shè)計了Sprite的工具。基本的Inspector是長這個樣子的。
基本上就是2部分組成：Pattern Blend （紋理材質(zhì)疊加）和Tint Blend （混合顏色疊加）。
GIF圖show下：
1. Pattern Blend Mode（紋理材質(zhì)混合模式）
這個功能可以讓我們方便的切換紋理材質(zhì)和基本的sprite 是如何混合的，和PS里圖層混合模式是一個原理。
2. Pattern Blend Opacity （紋理材質(zhì)疊加透明度）
這個功能可以方便的控制紋理材質(zhì)的透明度，石頭的紋理一般都是非常細(xì)膩的，往往透明度無法設(shè)的太高，需要調(diào)整到合適的值才能獲得整體上比較好的效果。
3. Pattern Blend TRS (紋理材質(zhì)的平移旋轉(zhuǎn)和縮放)
4.Tint Color Blend Mode (混合顏色的混合模式)
5. Tint Color Blend Texture TRS (混合顏色的混合材質(zhì)，以及其平移旋轉(zhuǎn)縮放)
基本上就是這些功能，沒有用到太高級的東西。大概講一下實現(xiàn)：
1. Shader部分主要是使用了一些多重編譯關(guān)鍵字，來支持Sprite對應(yīng)的Shader功能，Pattern Blend 開關(guān)，Tint Blend開關(guān)，以及二者對應(yīng)的混合模式都是由不同的shader_feature 關(guān)鍵字定義的，可以方便的在對應(yīng)的mono腳本中使用Material.EnableKeyword(string k)來實現(xiàn)相應(yīng)功能的開關(guān)。另外需要注意的是，關(guān)鍵字是有數(shù)量限制的，每一組關(guān)鍵字組合都會被編譯成一個獨立的shader，如果用了太多的關(guān)鍵字，就會導(dǎo)致shader加載時間過長。這這個工具里，我使用了一個Shader文件，但是因為里面用了4組關(guān)鍵字，一共有2*4*2*4=64種組合，因此實際上這個shader最后需要被編譯成64個不同的版本, 也因此，不同的功能組合實際上使用的是不同的material，因此無法batching在一起。而因為此，使用同一材質(zhì)的Sprite，他們無法設(shè)置獨立的?[是否使用Pattern]?[Pattern Blend Mode] [是否使用Tint] [Tint Blend Mode] 這些選項。這點需要注意。
2. shader中的其他的參數(shù)的修改，例如TRS，透明度等是通過MaterialPropertyBlock來實現(xiàn)的。Sprite往往需要共享材質(zhì)，在確定了上面所說的關(guān)鍵字組合后，往往同一類石頭會使用同一個材質(zhì)，而每個石頭具體的材質(zhì)參數(shù)是獨立的。MaterialPropertyBlock可以通過SpriteRender的Renderer.GetPropertyBlock來獲取。通過設(shè)置每個Renderer的MaterialPropertyBlock，能夠方便的為使用同一個材質(zhì)的sprite指定不同屬性，同時獲得較高的性能。
3. 由于MaterialPropertyBlock本身[不支持]?序列化，因此Mono腳本中需要把材質(zhì)參數(shù)進(jìn)行序列化，然后在腳本的Start()中，進(jìn)行設(shè)置。
目前的問題是，由于使用了大量復(fù)雜的像素shader操作，因此可以想象在平板上的性能不會太好。由于這個是一個面向設(shè)計師的工具，sprite的特效在runtime基本不需要改變，因此未來可以考慮，將生成的特效渲染一次到材質(zhì)上，然后再使用。動態(tài)的加載和釋放這些rendertexture應(yīng)該會更高效。當(dāng)然這個功能略有些復(fù)雜，目前還是先暫時不考慮。
基本上暫時想到這么多，之后的DevLog 里，我會講講如何讓這個系統(tǒng)變得更加易用，如何克服上面提到的無法獨立設(shè)置shader feature 的問題，另外還會展示，如何用這個工具，結(jié)合關(guān)卡設(shè)計的考慮來進(jìn)行創(chuàng)作。
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