在Unity中为即时战略游戏实现战争迷雾（上）
本文将由游戏开发工程师Ariel Coppes分享在Unity中为即时战略游戏实现战争迷雾效果。
过去三年中，我一直在Ironhide Game Studio开发移动即时战略游戏《钢铁战队》。在开发过程中，我实现了适合这款游戏的战争迷雾效果，但该实现方法缺乏即时战略游戏中的一些常见功能，我希望有一天能够找到改进它的方法。
最近，我在拳头游戏开发博客阅读到了一篇关于《英雄联盟》中战争迷雾实现方法的文章，我从中得到了很多启发，于是开始构思新的实现方法。
本文，我将详解《钢铁战队》中战争迷雾效果的实现方法。下一篇文章，我会介绍新的实现方法，解释为什么该方法比之前的方法更好。
战略游戏中的战争迷雾
战争迷雾通常表现战场上的未知信息和过期信息，例如：关于地形的未知信息，敌人基地的原先位置信息。玩家单位和建筑会提供视野，移除战争迷雾，展示关于地形的信息、当前位置和敌人的状态。
如下图所示，在《沙丘2》中，战争迷雾效果展示了未知区域。
下图是《魔兽争霸：人类与兽人》中的战争迷雾。
战争迷雾的概念已经在策略类游戏中使用了超过20年的时间，影响了大量的游戏。
开发过程
在开始实现前，我研究了一些游戏的效果，并决定我想要的效果。在完成研究后，我决定使用类似《星际争霸》的实现方法。
在《星际争霸》中，游戏里的单位和建筑会给玩家提供一定范围内的视野。未探索的区域覆盖着不透明的黑色迷雾，之前探索过的区域会覆盖半透明的迷雾，显示玩家已经了解的地形等信息，这类信息在游戏期间往往不会发生变化。
敌人单位和建筑仅在进入玩家视野时可见，但建筑在离开视野后会留下最后的已知位置。
我认为这是因为建筑通常无法移动（《星际争霸》的人族建筑是例外），因此通常可以认为在失去视野后，建筑依旧留在远处，这是战场上的重要信息。
《钢铁战队》
确定这些规则后，我创建了模拟图，用于在开发前确定想要呈现的游戏内效果。
模拟图1：在《钢铁战队》中，测试不同战争迷雾下的地形。
模拟图2：测试敌人单位确定可见时间。
我首先构造逻辑原型，了解该效果是否适合我们的游戏，并确定改进的方法。
为此，我使用int矩阵来表示游戏世界中玩家视野的离散数值形式。矩阵中的0表示玩家在该位置没有视野，1或更大数值表示该位置有视野。
如下图所示，在矩阵中有3块视野，其中1块有更大的范围。
游戏单位和建筑的视野会给数值增加1，表示该世界位置在玩家的视野范围之内。每次移动时，首先在原有位置减小1，然后在新的位置增加1。
我们为每个玩家提供了类似的矩阵，用于显示和隐藏敌人单位和建筑，该矩阵也会提供给无法在视野外开火的自动瞄准目标的技能。
为了决定敌人单位或建筑是否可见，我们首先通过变换世界位置，获取对应的矩阵部分，然后检查存储的数值是否大于0。
如果不大于0的话，我们会把游戏对象图层改为从主摄像机中剔除的部分，来避免对其进行渲染，我们把相应图层命名为“Hidden”。如果是可见的话，我们会把该图层改为默认图层，使它开始进行渲染。
下图展示敌人单位不在游戏视图中渲染的效果。
视觉效果
首先，我们会在游戏世界为每个矩阵部分渲染黑色或灰色的四边形，下图是相应的渲染效果。
我们可以使用该效果构造原型，决定我们不需要的内容。例如，我们不想让山和树等障碍阻挡视野，因为我们希望避免有视野受限的感觉，而且我们不希望像其它游戏一样，在游戏中使用多个层级的地形。
在确定内容和在游戏内进行测试后，我们决定开始改进视觉实现方法。
改进的版本可以在整个游戏世界中渲染带有战争迷雾的纹理，它和我们制作视觉模拟图的方法类似。
为此，我们创建了带有MeshRenderer组件的游戏对象，然后调整其大小，使它覆盖整个游戏世界。该网格会渲染名称为FogTexture的纹理，其中包含迷雾信息，该网格的着色器会把像素颜色视为反向的Alpha通道，白色表示完全透明，黑色表示完全不透明。
为了填补FogTexture纹理，我们创建了单独的摄像机，名称为FogCamera，它会使用RenderTexture渲染纹理，把画面渲染到纹理上。
对于游戏中提供视野的每个对象，我们都在FogCamera对象中创建了相应的游戏对象，根据视野的范围来变换位置并进行缩放。我们使用了被其它摄像机剔除的独立Unity层，让FogCamera来渲染这个层中的游戏对象。
为了完成这个过程，每个对象都有SpriteRenderer组件，组件上有白色的小椭圆纹理，可以用来在RenderTexture渲染纹理中渲染白色像素。
请注意：为了模拟游戏视角，我们使用的是椭圆形，而不是圆形。
这是每个视野使用的纹理，它是带有透明度的白色椭圆形。在此，我把透明部分改为不透明的白色，以便读者可以查看。
下面是游戏对象和FogCamera对象的示例。
为了让FogTexture在游戏过程中有平滑的效果，在渲染到RenderTexture渲染纹理时，我们对FogCamera对象应用了少量模糊效果。
我们测试了不同的模糊着色器和配置，最后找到适用于多款移动设备的着色器。下面是该脚本组件的截图。
下图是迷雾在游戏内的效果，第一张图没有模糊效果，第二张图有模糊效果。
为了渲染已探索的区域，我们要在之前加一步。在该步骤中，我们配置了另一个摄像机，名称为PreviousFogCamera，它也会使用RenderTexture渲染纹理，该渲染纹理名称为PreviousVisionTexture，我们使用相同的过程在此渲染视野。
该步骤的主要区别是：新的摄像机使用了“Don’t Clear”清理标识，不会清理缓冲区。因此，我们可以保留之前画面的数据。
此后，我们会使用FogCamera对象，渲染灰色部分的PreviousVisionTexture纹理和FogTexture纹理中视野的对象，最终结果如下图所示。
下图是在FogCamera对象中展示已探索的区域。
下图显示已探索区域与迷雾在游戏内的外观效果。
建筑
由于《钢铁战队》中的建筑较大，而且不会像《星际争霸》的建筑那样移动，因此我们打算使用类似的实现方法。
为此，我们对迷雾下我们想要显示的建筑添加组件，并设置为在建筑离开玩家视野时，让其继续进行渲染。
我们还有一个系统，在带有之前组件的对象首次进入玩家视野时，该系统会创建另一个对象，并进行相应的配置。
当建筑不再处于玩家视野时，该对象会自动启用，当建筑处于视野内时，它会自动禁用。如果该建筑在视野外被摧毁，该对象也不会立即消失，直到玩家查看到该对象的新状态。
在进入和离开玩家视野时，我们加入了简单的过渡效果，使该过程看起来更平滑。下面的图片展示了该过程的效果。
小结
虽然本文的实现方法缺少一些常见的战争迷雾功能，但它很适合我们的游戏，外观也很不错，这种方法在移动设备上的运行效果很好，我们对《钢铁战队》开发中所实现的成果感到非常骄傲和高兴。
本文就是我为《钢铁战队》实现战争迷雾的方法，希望开发者能够喜欢这种方法。下一篇文章中，我将介绍包含更多功能的新方法。
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