Space-pompom-Technical Artist Notes

  下雨效果分析，可以分成2個部分。一個是平面的雨滴效果，一個是垂直側面的流水效果。 先來看平面的雨滴效果。可以用類似積雪的方式，找出模型法線向上的部分，再搭配下雨的序列圖，組合出水平面的雨滴效果。 再來是垂直側面的部分。跟垂直類似，遮罩採用模型法線X與Z方向的遮罩，配合擾動UV流動的效果製作側邊的流水效果。 最後再將效果合入shader當中PBR的光照計算即可。 References: https://www.youtube.com/watch?v=9JkG-orTQO8

  這次來實現一下地平線彎曲的效果。有看過 Switch 的<動物森友會>的應該都有看過場景的遠景地方會彎曲的效果。 要實現的方式可以從 Shader vertex 上做頂點的彎曲。詳細的做法可以參考 HORIZON BEND 的 PDF 文章。 這邊就簡要的放上核心的曲面部分，基本上就是先將模型轉換為世界座標，再去製作彎曲效果，最後再轉回模型的本地座標。 如此一來就可以達到模型彎曲的效果。由於是在vertex製作彎曲，因此模型的面數也是會影響到彎曲後的效果。  最後就是讓地板循環位移，可以達到攝影機跟人物不動，而視覺有前進的效果。 References: https://battlehub.net/HorizonBend/HB.pdf https://unity-chan.com/download/releaseNote.php?id=SDUnityChan&lang=en

這次來寫一篇關於 TextmeshPro 的擴展應用。有用文字系統的夥伴，相信一定對於 TextmeshPro 不陌生。由於它的多樣性文字效果，使得他幾乎專案當中是必備的存在。 然而 TextmeshPro 默認的漸層模式卻也是稍有侷限，只能接受上下 2種 不同得顏色的漸變效果，有時候不見得能夠符合需求。 因此這次則對漸層的方面做出擴展，來讓 TextmeshPro 能更支援更多的顏色漸變。 從默認的漸變模式的Shader可以得知，由於默認的漸變是藉由 頂點色染色 的緣故，因此對於一片面來說只有4個頂點，所以最多只能做到 上下 或是 左右 的漸變變化。 對此則可以運用給予漸層貼圖的方式讓它的漸變能支援更多的顏色變化。以下是使用 Gradient 動態產生建成貼圖。 Texture2D GenerateTextureFromGradient (Gradient gradient, int width = 64, int height =1 ) {             Texture2D texture = new Texture2D(width, height, TextureFormat.RGBA32, false);             for (int y = 0; y < height; y++)                 {                 for (int x = 0; x < width; x++)                     {                     float t = (float)x / (width - 1);                     Color color = gradient.Evaluate(t);                     texture.SetPixel(x, y, color);                 }             }             texture.wrapMode = TextureWrapMode.Clamp;             texture.Apply();             return texture; } 再來，我們可以利用頂點色作為UV的辦法將貼圖平鋪到文字上面。由於已經有

前些日子有個需要傳送門的效果，這裡就寫一下  Stencil 的功能。 從官網的解釋 : 模板緩衝區為幀緩衝區中的每個像素儲存一個 8 位元整數值。在為給定像素執行片元著色器之前，GPU 可以將模板緩衝區中的當前值與給定參考值進行比較。這稱為模板測試。如果模板測試通過，則 GPU 會執行深度測試。如果模板測試失敗，則 GPU 會跳過對該像素的其餘處理。這意味著可以使用模板緩衝區作為遮罩來告知 GPU 要繪製的像素以及要丟棄的像素。 大致上有個了解。就是將 ref 中的 value 與 buffer 中的 value 進行比較，來決定繪製像素的一種方式。 主要的配合方式可以如下 :  如此便可以製作出物件通過 傳送門 的效果。 附帶一提，Stencil 也可以用在 人物遮擋 的顯示效果上面。 References: https://docs.unity3d.com/cn/current/Manual/SL-Stencil.html https://www.youtube.com/watch?v=toQIuCtk2pI https://www.youtube.com/watch?v=SySnHIhiVgM

  這次來看一下有關性 能方面的大殺手 Overdraw 。 相信許多特效的夥伴對這名詞一定不陌生。 Overdraw可以解釋為，在一幀中， 同一個像素的多次(重複)的繪製 。而畫面當中大量的 Overdraw 則是手機/移動平台上的性能大忌。會很嚴重的影響到 FPS 。 目前市面上的 手機/移動平台是 採用 TBR（tile-based rendering） 的渲染方式，因此在 CPU 到 GPU 之間需要傳輸大量的數據，而大量的 Overdraw 則會導致 頻寬消耗 ，造成渲染性能(FPS)下降。 再來從渲染管線來看，手機/移動平台的渲染管線大都是 Forward Rander (向前渲染) 的原因，因此容易造成大量 Overdraw 的因素大部分會產生在 Transparent 跟 UI 層級 以及 P ost Processing (後處理) 上面。 而為了避免 Overdraw 造成的性能浪費，在素材製作上製作也必須有些基本的概念。 1. 特效 的效果則有很大部分都會藉由粒子系統的效果產生大量的 Mesh，從而導致大量的疊加情況。需要限制噴發模型數量，來減少疊加的狀況。 2. UI 的製作上也避免過多的層級疊加。 3.P ost Processing (後處理) 避免使用過多的後處理。由於每一種後處理都是全屏幕的像素繪製。 最後性能檢測方面。我們可以用最值觀的 引擎內的 Overdraw 模式 來檢視。或是可以用 Render doc 來進行更仔細的幀 畫面分析。 Render doc 單場景大量粒子疊加Overdraw畫面 或是可以用 OverdrawMonitor 工具來觀察畫面 的 Overdraw 比例 。原則上再依畫面盡量能保持在 3.0 以內為最好。(1.0 即是每一項像素只繪製一次) References: https://zhuanlan.zhihu.com/p/350778355 https://www.youtube.com/watch?v=vJZcbscZ4-o https://github.com/Nordeus/Unite2017/tree/master/OverdrawMonitor

  GPU Instancing 是一項大量重複的物件繪製的時候一種優化的方式。原理是在 相同的3D模型 一次性渲染多次，利用GPU的並行處理能力，極大地減少了CPU和GPU之間的溝通成本，進而提高了渲染效率。 適用於大量重複的物件。對於不同的物件，還是需要進行單獨的渲染。其次，雖然GPU Instancing可以減少CPU和GPU之間的通信開銷，但如果物件數量不夠多，可能無法發揮出其優勢。因此，在使用 GPU Instancing 時，需要根據具體的場景和需求進行適當的優化和調整。 這邊使用了 群鳥移動 Boids 的演算法來演示在大量物件情形中配合 GPU Instancing 的製作。 群鳥移動 Boids 是一種模擬大量物體之間運動的一種算法，有興趣的可以再爬文了解，這邊就不詳細說明。從畫面看，魚群體會在已經限制的範圍內做模擬的群體運動，同時個體之間也會保有間距不重複。 而在GPU Instancing的 魚群當中，我們也可以做出個別的差異。例如 顏色/頂點位移 的偏移。             UNITY_INSTANCING_BUFFER_START(Props)                 UNITY_DEFINE_INSTANCED_PROP(float4, _MaskColor)                 UNITY_DEFINE_INSTANCED_PROP(float, _VertOffset)             UNITY_INSTANCING_BUFFER_END(Props) 當中 _MaskColor 可以讓 GPU Instancing 的 Shader 當中設定顏色，_VertOffset  則是設定頂點運動的偏移值。 在頂點運動上的方式:                     fixed voffset = UNITY_ACCESS_INSTANCED_PROP(Props, _VertOffset);                 float4 offset = float4(0,0,0,0);                 offset.y = _speedRange0 * sin(_Time.y * _speedRange1 + voffset) * mask * mask2 ;