在U3D中实现战争迷雾
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游戏逻辑（16）
说到战争迷雾(Fog of War, FOW), 其实还是非常普遍的一项技术, 在RPG, RTS等游戏中得到了广泛的应用&但是关于这方面的资料非常少, 经常会有人问怎么做, 所以就有了写这篇文章的想法从应用上来说, 有两种:探索范围: 通常在RPG游戏里, 用于标记走过的地图区域视野范围: 通常在RTS游戏里, 用于标记友方单位可以看到的区域当然, 在魔兽争霸3中, 两中迷雾都存在. 下面以第二种为例详细说明, 第一种看完自然就明白怎么做了好了, 既然是个可见性问题, 那么就有阻挡视线的地方和可以看到区域, 我们抽象一下, 把地图像寻路那样表示成二维格子绿点代表有视野的单位, 红色区域代表视野阻挡, 那么白色区域就是可见的, 灰色就是不可见的求解这个可以与不可见区域的问题, 其实就是一个FOV(Field of Vision, Field of View)问题, 算法上来说, 五花八门, 参见[1]有了这个可见性的区域信息, 怎么绘制到场景里呢?&既然可以表示成一个二维数组, 那么就可以把这些信息写入一张2D纹理, 然后把这个纹理投影到整个地图(不管3D还是2D, 原理一样)那么, 纹理会不会太大? 按我们的经验来讲, 一般一米一个格子的精度是完全够用的, 256x256的大小可以适用于大多数的游戏如果嫌锯齿太难看, 做个模糊就行了. 3D游戏中更是可以在shader中针对视野内和视野外使用不同的着色方式(比如去色)原理其实看起来很简单, 这也是多数帖子和文章可以提到的, 但是实际做下来, 性能还是比较棘手的一个问题目前来说, 我们在此基础上做了一些优化:降低更新频率如果游戏是30FPS的, 那么其实没有必要每帧都去计算这个可见性. 经验值的话, 0.5秒一次差不多由此带来的跳变问题, 可以保存相邻再次计算的结果, 写入迷雾纹理的两个通道, 在shader中按时间进行插值过渡&大量移动单位和大视野不动单位[2][3]这个用个循环暴力计算显然不现实, 除非你地图很小-_-. 所以, 优化思路就是针对移动的单位重新计算, 针对不动的单位只算一次首先, 我们可以用坐标(X,Y)和视野半径(R)三个值确定出一个唯一值K代表一个提供视野的单位U对于每帧新加入(K当前不存在)的U, 定义其生命周期L=MAX. 其余的就对U的L进行递减移除L&=0的U. 针对于L=MAX的, 计算其可见的格子, 如果可见, 则格子的计数C加1每个格子的可见计数C&0的表示可见, 否则就是不可见, 然后更新到纹理上对于0&L&MAX的单位U全部不用计算, 所以不动的单位就不用更新预计算FOV如果视野阻挡不会变化的话, 可以针对每个点计算其最大视野范围的可见性信息, 缓存起来如果用1bit表示每个格子, 最大视野范围20, 地图大小256x256个格子的话, 所需要的内存空间为41x41x256x256bit=13.13MB, 如果再剔除掉视野阻挡内的点, 应该更小另外, 对于小地图, 正好可以把迷雾纹理与背景直接混合, 做到二次利用对于探索范围的表示, 其实只要在格子的计数器上做点手脚就好了YY一下, 3D的体积迷雾是不是可以用Volumn纹理实现:)参考资料[1][2][3][4][5]
参考知识库
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最近看到一个非常有趣的益智小游戏，是一个盗贼进入房子偷东西的，其实这种游戏市面上已经很多了，吸引我的是那个类似手电筒的效果，主角走到哪里，光就到哪里，被挡住的地方还有阴影。有点类似策略游戏里的战争迷雾。绞尽脑汁想了一天，终于实现类似的效果，这就给大家分享下。实现这个效果用到的技术：1.Shader实现摄影机透明穿透效果（光照的实现）2.代码里动态改变mesh（阴影形状的实现）废话不多说，动手。--------------------------------------------------------------------------------------------仔细观察可以看出，没被光照到的地方是灰色的，照到的地方是彩色的，而且被光照到的地方，不仅能显示出被光照到后的效果（彩色地面），还能显示出一些物品，比如钥匙，敌人等。由此可推测，这场景应该是两个层组成的，一个层在下，是彩色地面以及敌人等要隐藏的物品，另一个层在上，是没有被照亮的时候的地图，然后根据光线进行裁剪，光线能到达的地方，就把上层该地方裁剪掉，露出底下部分，从而实现&照亮&的效果。因此我们先按照这种思路搭载场景：1.题目说的是2D游戏，我这里弄成3D的，其实都所谓，最终的视觉是俯视的，其实也跟2D一样，这里弄成这个角度是方便大家识别我的层次。Up就是上层，其实什么都没有，就只有一张没被光照的时候的贴图（我这里偷懒直接用一片灰色代替了）Down就是下层，这里把几乎所有元素都放满了，玩家，敌人，墙等2.接下来将各种类型的对象放到相应的层里去，方便相机筛选（这里的层跟上面提到的层不一样，这里的层是Unity里的定义）&这里我为了方便大家识别，为一种类型的对象设置一个层，实际操作肯定不会这样繁琐的操作的，没必要。3.创建两个相机，让它们分别显示对于的层。（先无视Mask，这个待会再讲）如果设置正确，你的显示应该跟我上图是一样的，并且把Up相机的Depth级别设置高点，让它显示在Down相机之前。4.遮挡上层，显示下层。就是这么个原理具体至于要怎么遮挡？我一开始想到的是UGUI的Mask组件，后来想想，这个Mask是固定的一张图片，那么只能显示固定的遮挡（虽然可以动态更改，但较麻烦），后来想，那么就通过网格遮挡，毕竟网格动态改变形状很容易，而且可以通过Shader轻易地实现遮挡效果。具体如下，先写这么一个Shader：Shader "Masked/Mask" {
SubShader {
// Render the mask after regular geometry, but before masked geometry and
// transparent things.
Tags {"Queue" = "Geometry+10" }
// Don't draw in the RGBA just the depth buffer
ColorMask 0
// Do nothing specific in the pass:
}}如果你懂Shader那么一眼就可以看懂它，不懂也无所谓，直接Copy进去。它其实就是让你的网格变成一个遮挡物，摄影机一看到这个网格，就会直接穿透过去，直接看到背景。然后添加一个GameObject，并添加MeshFilter以及MeshRender组件，并且赋予这个Shader，作为Mask。如果你这个Mask当前的Mesh不为空的话，你可以很直观地看到它所在的地方都不会被摄影机渲染出来，直接变成一个穿透的洞：它不仅是透明的，还是异次元洞，就算它身后的东西也显示不出来，直接就看到背景了。竟然它直接穿透到背景，那么看到看不到底层，那么我们要它何用呢？对，它只是将当期摄影机穿透到背景，所以我们将当期摄影机的Clear Flags设置为&Depth Only"，这样第一个摄影机的背景将显示第二个摄影机的内容。这样就可以轻易达到我们想要的穿透。5.遮挡实现了，那么该如何实现动态光照变化呢？我这里使用的是RayCast，以主角为原点，向四周辐射一定量的射线，这样可以模拟光照，然后根据射线探测到的点组合成上面提到的遮挡物的网格。最终就达到我们想要的效果。using UnityEpublic class FOVMesh : MonoBehaviour{
public GameObject playerGameO
// 光照半径
public float range = 3;
// 光照质量，数值越低，向四周辐射的射线越多，效果越好，但性能越低
public int levelOfDetails = 1;
// 接受光照产生阴影的对象
public LayerMask[] layerM
private Vector3
private int index = 0;
private int triIndex = 0;
private int lod = 1;
private float
private GameO
private GameObject pGo;
private Vector3 worldP
private Vector3[]
private int[]
private Vector2[]
private GameObject didH
private int
// Code that runs on entering the state.
public void Start ()
go = gameO
pGo = playerGameO
mesh = new Mesh ();
go.GetComponent&MeshFilter& ().mesh =
lod = levelOfD
// 若loa为1，则共发射360条射线作为光线，则有360个顶点加个圆心
verts = new Vector3[(360 / lod) + 1];
// 每两个顶点跟圆心组成一个三角形，所以三角形的个数为定点数乘3
tris = new int[(360 / lod) * 3];
uvs = new Vector2[verts.Length];
for (int i = 0; i & layerMask.L ++i) {
mask |= layerMask [i];
// Code that runs every frame.
public void Update ()
index = 0;
triIndex = 0;
worldPos = pGo.transform.
verts [index] = worldP
for (var a=0; a&360; a += lod) {
var direction = new Vector3 (Mathf.Sin (Mathf.Deg2Rad * a), 0, Mathf.Cos (Mathf.Deg2Rad * a));
direction = direction *
if (Physics.Raycast (worldPos, direction, out hit, width, mask)) {
// 如果被射线探中，则将探测到的点作为网格的顶点
verts [index] = new Vector3 (hit.point.x, hit.point.y, hit.point.z);
// 否则将射线的末端作为网格的顶点
verts [index] = new Vector3 (direction.x + worldPos.x, worldPos.y, direction.z + worldPos.z);
// 根据网格顶点组合三角形
for (var i=1; i&(360/lod); i++) {
tris [triIndex] = 0;
tris [triIndex + 1] =
tris [triIndex + 2] = i + 1;
triIndex += 3;
tris [((360 / lod) * 3) - 3] = 0;
tris [((360 / lod) * 3) - 2] = 360 /
tris [((360 / lod) * 3) - 1] = 1;
// 网格贴图
int j = 0;
while (j & uvs.Length) {
uvs [j] = new Vector2 (verts [j].x, verts [j].z);
// 重新组合网格
mesh.Clear ();
mesh.vertices =
mesh.triangles =
mesh.RecalculateNormals ();
}最终效果如图：源码：点我下载，欢迎转载，转载请注明出处好吧，就在我写完这个帖子后的一个小时，我百度了下2D伪阴影。。。然后发现了一个神物。。。原来早就有类似的插件了，而且效果很强大，实现方法跟我这个类似，但那个还能实现光影的强弱，远处较暗近处较亮。/club/thread-.html还有一个很屌的外国人写的：/89193/
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