闪耀暖暖开发者：从美术设计解答换装游戏的根本

　　如何管理shader材质？

　　由于我们使用了多UV，加上刚才各种材质特性，还需要实现不同光照模型，这样就会导致我们的shader变成一个庞大的uber shader家族，如何管理shader材质是一个重要的问题。

　　在工作流方面，一个自定义的材质面板是非常好用的工具，它可以在同一组shader中进行切换。同时可以开关feature，根据特性集来动态调整面板，还可以结合自己的工具进行性能分析、监控和预警。在发布和runtime方面，海量变种对编译速度非常敏感，我们去年把引擎版本从5.6升级到2018，因为2018修复了5.6的重复编译bug，同时大大提升了shader的编译速度。

　　光照系统：希望有更丰富的光照变化

　　接下来介绍一下光照系统，由三部分组成，预烘焙的环境光、主灯以及轮廓光。希望有更丰富的光照变化，单LightProbe的效果太单调，没有场景，只能烘焙一个预设的Cubemap。我们的解决方法是沿竖直方向增加LightProbe采样点，让美术增加点光源和方向光作为额外光源，将其直接关照和Cubemap一起合并到环境SH，运行时根据世界坐标的高度在vs中进行插值计算环境光。

　　如何处理轮廓光？

　　轮廓光方面，可以强调角色轮廓，增强体积感。使用轮廓光的时候，发现很多衣服存在漏光的问题，这是因为轮廓光没有ShadowMap计算。注意到漏光区域主要是局部形体，我们可以对Mesh静态结构进行预计算。

　　在模型导入在T-pose下后计算网格每个顶点的遮挡信息。对于每个顶点，在其球面上发射若干条阴影光线，进行碰撞测试。对于每条阴影光线，将其转化到对应顶点的切空间，并将阴影测试的结果累计入2阶SH中。最终结果是4个浮点数，可以把结果存到顶点色中。运行时把轮廓光转换到切空间采样SH进行遮挡判断。

　　这个是做到的结果，左侧是有轮廓光的，中间是轮廓光+遮挡，可以看到漏光形象大为缓解。因为SH近似存储所有遮挡信息，动态情况下也可以工作，即使增加轮廓光，也可以用这个方案进行统一解决，性能开销不会显著增加。

　　如何处理阴影？

　　下面是阴影处理，由于Unity5的阴影不支持半透明物件投影和受影的，我们自定义了shadow pass。同时根据相机与人物的关系可以提升ShadowMap的利用率。我们把人物的包围体按竖直方向细分，根据相机和每个小段的相交结果，调整的投影矩阵。

　　下面是Shadow Map的情况，右侧是关闭自适应阴影，左侧是开启，可以看到阴影质量得到了相应的提升。

　　角色的面部是一个重点关注区域，头发尤其是刘海处的投影如果用不透明方式处理会显得过于生硬。我们的处理方式是使用Screendoor Depth，每4×4像素为一个tile，每像素根据透明度值来顺序丢弃写深度操作。可以看到最后得到的ShadowMap，头发末端有一个点阵的状态。再用一个单独的四分之一大小RT，对皮肤做屏幕阴影蒙版，再进行模糊处理，以获得半透明的阴影效果。

　　这是最后实现的效果，我专门挑了几个在刘海部分模型非常接近的头发，仅有贴图差异较大，可以看到左边一个，它的半透过渡比较柔和，所以它的阴影也就会淡一些。而右边的实体区域比较多，所以阴影比较锐利。

　　对于正常投影难以表达的微小部件，或者程序化生成的模型，我们会调整bias，以达到强化阴影的效果。

　　穿搭组合的自由度：在基础骨架上编辑人物的碰撞体配置

　　第二个重要的点是穿搭组合的自由度，也是换装游戏可玩性的支持。由于暖暖系列中衣服版型设计多种多样。我们的绑定设计分为基础骨架和扩展骨架两个部分。

　　基础骨架确定以后，可以在其基础上编辑人物的碰撞体配置，而扩展骨架则需要设置其物理参数。两部分数据合在一起，在运行时，由物理系统计算其动态效率。

　　由于移动平台性能有限，暖暖系列衣服复杂度又比较高，即使是PC平台也无法完全使用布料系统来做到我们想要的效果。我们的物理系统是一个链式迭代的质点系统，粒子之间可以添加弹簧，用这种方式可以做到简单的布料模拟。

　　如何进行碰撞处理？

　　关于碰撞处理，粒子和弹簧都可以作为碰撞处理对象。我们的碰撞体有两类，第一类由跟随基础骨架，包括平面碰撞体和胶囊碰撞体。胶囊碰撞体可以调整两端的大小，让它更贴合人的形体。

　　在处理腿与裙子的碰撞时，当腿的移动范围较小的时候，能够正确往外推裙子。而腿移动量较大时，腿反而会向内压裙子。我们的解决方法是用弹簧方向和粒子链方向的叉乘向量，作为弹簧的碰撞主方向，当弹簧与胶囊体发生碰撞时，优先朝主方向那一侧推。这样效果更为稳定。

　　第二类碰撞体跟随扩展骨架，根据服装的骨骼链和邻居结构可以构建出虚拟的网格碰撞体。这个蓝色的点是当前的物理粒子，线是物理骨骼链和邻居结构。我们可以将其转换成黄色所示的虚拟网格。在运行时，可以查找粒子所最接近的虚拟网格中的三角形，用这个三角形作为平面碰撞。我们使用八叉树管理网格碰撞体中的所有三角形，方便运行时快速查找。网格碰撞体的三角形比较大，过渡比较剧烈，在某些情况下可能会抖动，我们允许在运行时动态取最近的四个三角形，根据距离权重插值进行平滑处理。

　　网格碰撞体的另一个作用是可以处理部件间的碰撞，我们为每类部件可以取一个别名，粒子设置它与哪个别名进行碰撞。如图我们设置头发与“裙子”进行碰撞，接下来我们切裙子的时候，只要通过别名，就可以动态寻找到当前所穿的究竟是哪个裙子，这个裙子针对的网格碰撞体是怎样的，可以实时调整头发与网格碰撞体的碰撞。

（编辑：顺游网_765游戏网）

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