3D 小游戏「卷」出新高度！这款仅用24天开发的 ARPG 有多强？
用24天开发的 3D 小游戏，能达到怎样的美术表现？
今年春节前夕，Rougelike+合成养成动作角色扮演类游戏《少女试枪》悄然上线。这款瞄准了中重度 ARPG 小游戏市场的作品，仅由1名策划及程序+1名美术，历时24天、基于 Cocos Creator 3.4 开发完成。虽然开发周期非常紧张，但《少女试枪》依然呈现了精美的角色与场景、细腻的光影表现以及优秀的 3D 画质，在低端设备上也能流畅运行。
游戏中，玩家通过虚拟摇杆控制角色移动，躲避怪物攻击的同时，近战攻击或使用技能击杀怪物。游戏目前包含24种武器，玩家可以通过合成或到地下城刷怪获取，每件装备都有自己唯一的 ID 和不同的属性。游戏后期的怪物也是随机生成的，有较大的可玩性和复杂性。
本次，我们邀请了来自珠海市优沃特科技、《少女试枪》的策划及程序 iwae，从技术角度和我们分享一些《少女试枪》的研发经验与心得。以下为采访分享：
高品质美术表现
目前小游戏市场里的中重度 ARPG 较少，因此我们希望能做一款「小游戏平台画质精美的 3D ARPG」，《少女试枪》也由此而生。我们采用实时光照+烘焙来提升光影表现，在小游戏品类中做技术和美术「内卷」。
游戏中的角色是无光照、有阴影的卡通材质。Cocos Creator 的卡通渲染效果相当不错，我们使用了引擎自带的 ToonShader，剔除光照部分、保留阴影。同时采用 ShadowMap 实现角色的实时阴影，高端机默认开启，低端机则使用阴影面片替代。
场景环境使用了 Cocos Creator 默认的 PBR 材质+ Lightmap 光照烘焙，用1个主平行光做投影，2个辅助平行光烘托氛围。
为了丰富游戏的场景表现、让动作战斗中的视觉观感更加炫目，我们让角色在受到击打时，边缘光的颜色和范围加深[1]；环境特效、护盾特效和部分武器的外发光使用了噪点图和 UV 滚动[2]；还有一些 Shader 特效基于插件 Shader Editor[3] 来实现。这一部分我们参考了麒麟子、超级浣熊的实现方案（参考链接附在文末），在此也向他们表示感谢！
强化打击感
我们在打击感这一方面做了很多尝试，也向 Cocos 引擎组的大佬们询问建议，目前主要从动作表现、摄像机、视觉这3个方向进行优化。
动作表现方面，我们重写了 director.tick 来控制游戏的 timeScale 实现，主要运用在释放技能时的蓄力、击中敌人时的顿帧、击败本关最后一个敌人时的慢动作等地方。通过全局设置 TimeScale.scale 参数可以轻松实现慢动作、顿帧等。
@ccclass('TimeScale')
export class TimeScale extends Component {
// Default time scale
public static scale = 1
start () {
// Overwrite director.tick
const originalTick = director.tick;
director.tick = (dt: number) => {
dt *= TimeScale.scale;
originalTick.call(director, dt);
}
}
}
摄像机优化主要有以下几个方面：
镜头震动效果：根据人物攻击暴击或人物受到伤害的程度，设置有不同的震动幅度。
摄像机视野：视野根据技能的不同进行变换。一部分技能被释放时将进行特写，缩小视野，使得注意力更集中，强化玩家的感官体验；位移等技能释放时将放大视野，拉开后景以便玩家能观察到更大的场景。
摄像机四元数旋转：部分技能特写时，将同时做摄像机旋转。
其实我们对目前这个版本的打击感不是很满意，尤其是视觉方面，技能特效、武器刀光、爆点特效等等，都还有很大的提升空间，摄像机后期效果也计划在新版本中进行优化。
机型适配
更高质量的画面表现势必会给移动端带来更大的运行压力，这就需要我们根据不同设备进行调节，以保证画面的质量和运行的流畅。当然，具体的适配方案需要根据具体游戏来进行，以下是我们针对《少女试枪》的机型适配方案，仅供参考。
小游戏平台大部分可以通过 qg.getSystemInfo/wx.getSystemInfo 获取机型，再根据机型数据返回机型的高中低档的配置（主要根据 CPU/GPU 做判断）做机型适配。
private performanceLogic():void
{
//Get device benchmark
let deviceType = UIUtils.getDevicePerformacePhase();
if(deviceType == EDeviceType.High)
{
//Enable shadows, highest performance
console.log("Device BenchMark==H");
director.getScene().globals.shadows.enabled = true;
director.getScene().globals.fog.enabled = true;
}
else if(deviceType == EDeviceType.Middle)
{
//Disable shadows only
game.frameRate=60;
console.log("Device BenchMark==H");
director.getScene().globals.shadows.enabled = false;
director.getScene().globals.fog.enabled = true;
}
else if(deviceType == EDeviceType.Low)
{
//Disable shadows and decrease anim rate
console.log("Device BenchMark==L");
game.frameRate=30;
director.getScene().globals.shadows.enabled = false;
director.getScene().globals.fog.enabled = true;
}
else if(deviceType == EDeviceType.VeryLow)
{
//Disable shadows && fog && anti-alias, and decrease Anim rate
console.log("Device BenchMark==VL");
game.frameRate=30;
macro.ENABLE_WEBGL_ANTIALIAS = false;
director.getScene().globals.shadows.enabled = false;
director.getScene().globals.fog.enabled = false;
}
}
参考手机芯片天梯图[4]，高于骁龙660档次默认是高端机，骁龙660到625是中端机，其他默认走低端配置。
假如机型不在机型数据内，走屏幕分辨率做机型适配。通过 screen.windowSize 获取屏幕长宽，大于2300的判断为高端机，1920到2300为中端机，小于等于1920*1080的基本是低端机型。
游戏初始化时，根据机型适配获取高、中、低和特低的配置：
高端机型，不锁帧，启动 ShadowMap 阴影。
中端机型，不锁帧，关闭 ShadowMap 阴影。
低端机型，帧率锁定到30（强物理需要额外做适配），关闭 ShadowMap 阴影。
特低机型，帧率锁定到30的同时，关闭部分粒子和动画效果，关闭 ShadowMap 阴影和 Fog 雾效。
性能优化
上面所介绍的一些方案其实就将性能优化考虑进去了，比如：角色使用无光照的卡通材质，场景使用 Lightmap，减少光照开销；部分特效如武器外发光、护盾特效等通过 Shader 实现，减少粒子使用；机型适配优化，保证游戏在低端机型上也可以流畅运行。
除此之外游戏所做的优化主要还包括：
怪物进一步用骨骼动画烘焙和 GPU Instancing，减少 CPU 开销。
粒子特效部分，部分粒子使用了 GPU 粒子，分担 CPU 开销。同时避免粒子频繁的显示和隐藏，做好粒子特效的复用和回收。所有粒子都通过 play/clear/stop 批量控制，避免使用 playonwake。
角色和怪物骨骼优化，减少动画开销的同时，压缩动画大小。减少骨骼数量，比如删减手指脚趾等骨骼，重新蒙皮。推荐一个简单的软件 Akeytsu，能够批量删除骨骼后一键蒙皮。
减少 convertToUINode 的使用。怪物所有的 2D 血条、伤害文字、装备货币掉落等，都使用一个父节点进行 convertToUINode，怪物受伤或者攻击时再进行坐标转换，减少坐标转换开销。同时伤害数字和血条文字都使用 Bmfont 并作合图，伤害文字避免使用透明度改变的动画，所有血条和伤害文字只有1个 Drawcall。
引擎选择与效率提升
因为想让玩家在假期能先体验一波，留给我们的开发时间只有二十几天，此时引擎能否帮助我们提升开发效率就非常关键。我个人是 Cocos Creator 的老用户了，对比其他引擎，Cocos Creator 在协作开发、调试上有一定的优势。最重要的一点，Cocos 对开发者很友好，社区非常活跃，和官方的引擎大佬也能很方便地交流，很多问题都可以得到及时的反馈和解决。
元旦期间我研究了一下 v3.4 的版本更新和动画状态机，很是心动，《少女试枪》立马安排上。不得不说，相比之前版本 v3.4 已经是飞起了。v3.4.1 发布后我又把游戏封包并进行了升级，新版修复了诸多细节问题，比 v3.4 稳定了很多。不过目前光照烘焙不支持自动展开 UV，需要外部展好后导入，期待引擎后续能优化这部分的体验。
这次开发我们参考使用了 Cocos Store 里的很多插件和 Demo，帮我们大大提高了开发效率，感谢各位大佬！这里也推荐给大家参考：
Shader Editor by 超级浣熊[3]：可视化 Shader 编辑器，非常适合 Shader 小白和美术以、策划；
KylinsPostEffects by 麒麟子[5]：后期效果框架包，里有各种特效（比如 Bloom、Glow、空间扰动、LUT 等）可以学习；
KylinsGraphicsDebugger by 麒麟子[6]：3D 渲染可视化检查器，可以用在 Lightmap UV 检测、纹理分辨率大小检测、Overdraw 检测等；
Cocos Inspector by 川哥[7]：可视化节点查看器，在 Drawcall 优化和节点调试方面都是杠杠的！
春节前很多渠道提前关闭了，所以《少女试枪》先上线了 vivo 小游戏平台，我们将结合目前玩家给我们的反馈进行优化，重点强化打击感、增加更多角色和武器类型等等，并陆续上线到其他平台、原生等。之后团队计划用 Cocos Creator 开发更多中重度互联网游戏——悄悄打个广告，有合作意向的小伙伴可以联系我们的 BD 美女平平哦~
参考链接
[1]《初尝 Shader 并实现边缘光》作者麒麟子：
https://forum.cocos.org/t/cocos-creator-3d-shader/97262
[2]《Shader 之单张纹理实现武器动态发光》作者麒麟子：
https://forum.cocos.org/t/cocos-creator-3d-shader/97669
[3]Shader Editor：
https://store.cocos.com/app/detail/2749
[4]手机芯片天梯图：
https://www.mydrivers.com/zhuanti/tianti/01/
[5]KylinsPostEffect：
https://store.cocos.com/app/detail/3333
[6]KylinsGraphicsDebugger：
https://store.cocos.com/app/detail/3342
[7]Cocos Inspector：
https://store.cocos.com/app/detail/2940
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