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好久不见。
这是第38篇与游戏开发有关的文章。
书接上文：
上一篇讲的是，在RPG maker MV中，人物生成器的基本工作原理，以及相关资源的分类和使用规则。
本篇，将从实践出发，用流水账的方式，记录在Unity中实现人物生成器的一些关键步骤。
<hr/>| 分析资源
要说一上来就能对整个系统了如指掌，确实是有点吹牛了。
想要在Unity中复刻人物生成器，除了在RMMV中操作几次、找点规律外；还需要分析它用到的资源。
尽管上篇已经对资源名称的含义进行了说明；但是为了凑字数，还是记录一下这个结论是如何得到的。
我使用的方法是：用Excel来分析这些纹理的名称。
首先，将纹理名称保存到一个csv文件中。
将纹理名称导出到csv中
很明显，资源名称有强烈的规则感，似乎是被某种神秘力量、用下划线拼接而成的，所以我们对它进行分列处理。
对分列后形成的表格进行透视，就能得到更多的信息。
通过与RMMV进行比对，可以轻松的发现：纹理名称中AccA、AccB指的是的形象片段的类型；如AccA表示配件1、AccB表示配件2等。
而P_ _则表示此种形象片段的“变化”或“风格”，因为数量上可以和RMMV相对应。
再试着用纹理拼一下图就会发现：c_指的是层级，值越小，层级越高（c1在最上层）。
一些与类型名称相连的数字，比如RearHair1、RearHair2后面的数字1和2，是用来区分形象片段之间的层级。比如RearHair2是要放在Face下的，而RearHair1是放在Face之上的（数字越小，层级越高）。
可以用更复杂的例子，来验证上述规则。比如下面这件衣服就是由上下两部分组成（Clothing2在脸的下方，Clothing1在脸的上方），而每一部分又是由多张图片组成。
最后，名字中的m_ _ _ 指的是颜色，或者说一类颜色的值。比如m001被认为是皮肤颜色，这点可以从RMMV中的得到验证，当为某一个皮肤类型（比如头像）选定了颜色后，其余与皮肤有关的类型（耳朵等）也会被设置成相同的颜色。
当然，如果仔细看这个透视表，可能会产生这样的疑问：为什么RearHair既有m003也有m004呢？
如果把颜色是m004的RearHair对应的纹理打开就会发现，这里指的其实是头发上的一些装饰，所以它们单独使用了一个颜色分类，而没有使用头发的颜色。
角色动画使用的动作图分为颜色图和遮罩图两部分，它的命名规则与头像图基本一致，只是遮罩图会带有_c后缀。
RMMV的遮罩图使用的是特定的颜色，比如衣服会使用下面四种颜色来区分可以换色的区域。
通过以上各种乱猜，我们基本上弄清了RMMV中资源的命名规则。
RMMV形象片段文件的命名规则
其实，能弄清楚规则是因为后来不经意间在Google上搜到了疑似官方文档，里面有对纹理使用的详细介绍...
所以，这个事儿告诉我们：碰到问题还是得先Google，别自己瞎搞，免得浪费时间。
接下来就可以在Unity中构建人物生成器了。
<hr/>| 人物生成器的配置
我用以下四组配置来构建随机生成人物所需要的数据：
头像片段配置
动作图配置
形象片段随机生成配置
颜色配置
配置以Json格式导出，在启动时被加载到内存中，这是游戏框架中很基础的功能，不是本文的重点，所以在这就不赘述了。
<hr/>| 所需的数据
要生成一个人物形象，只需要两组数据。
首先，是形象片段ID；用人话讲就是：脸是几号、鼻子是几号、衣服是几号等；可以通过 形象片段随机生成配置 结合 头像片段配置 及 动作图配置 获取到。
当然，有些形象片段是有几率被随机到的（程序员生成头发的几率就会略低一些）；有一些是必须存在的（五官）；还有一些是从性别上区分的（胡子就是女性人物随机不到的）。当然，上述都可以通过配置来控制。
另一组需要的数据就是颜色ID，用人话讲就是：皮肤的颜色（会影响皮肤、耳朵、鼻子等）、毛发的颜色（影响头发、眉毛等）、衣服的颜色等分别是什么；可以通过 颜色配置 获取。
当然，如果想设计的更细致些，可以对颜色ID再进行一次分类，区分出哪些是“先天”颜色（皮肤、毛发、瞳孔），哪些是“后天”颜色（服装、配饰等）；前者一旦创建无法改变，后者可以动态修改（更换装备）。
<hr/>| 头像和动画
上面两组数据准备好后，就可以在游戏运行时，“填充”成 人物头像 或 人物移动动画 了，逻辑很简单：根据形象片段的ID，把和它有关的所有片段纹理取出，找到对应的颜色，然后按照层级顺序，依次渲染即可。
需要指出的是；对于人物头像，我在Unity中使用了UGUI的Image组件来表现；因为它们多出现在UI系统中：例如对话、人物属性面板等。
而人物移动的动画，我使用了MeshFilter + MeshRenderer来表现，因为它们更多出现在地图中，特别是经常与TileMap一起使用。
稍有不同的是，我自己组织了用于渲染的网格数据，而不是用多个Image或多个MeshFilter + MeshRenderer的组合来表现人物形象。
下面分别就实现 头像 和 移动动画 的关键内容进行介绍。
● 头像
渲染一个由多个形象片段组成的头像，仅需要一个继承自Image的类即可。
在Unity中，一个Image的子类，可以通过重写OnPopulateMesh函数，在渲染前修改顶点数据，以实现某些特殊的表现需求；而渲染角色头像恰恰可以利用这点来完成。
重写OnPopulateMesh函数
重新填充顶点数据
填充顶点数组的逻辑很简单，唯一需要注意的是：在填充顶点属性时，可以将颜色信息放到Texcoord0.zw中进行传递；之后在片段着色器中，就可以利用这两个值进行颜色替换了。
在片段着色器中处理颜色替换
● 人物移动动画
人物移动动画也只由一个MeshFilter + MeshRenderer的组合来实现；我们要做的是动态维护一个网格；在动画切换时，通过修改这个网格的数据来实现行动方向的切换 以及 颜色的替换。
这里计算、填充顶点位置及UV的方法基本与上面Image一样，都是通过获取图集中Sprite信息计算得到的；相对麻烦一些的是颜色替换。
● 动画的颜色替换
首先，回到RMMV中，可以发现一个形象片段最多可以替换四个部分的颜色，例如：一件设计复杂的衣服，就有四个部分可以被替换颜色；而其他类型的片段，也都有若干个部分（不超过4个）支持替换颜色。
部分支持换色的形象片段
替换颜色的基本实现思路是：想要计算某个点的颜色，先去遮罩图中采样；然后与某一个指定的遮罩颜色进行比较，如果发现“是”这个颜色，那就表示这个点在遮罩范围内，它的颜色需要被替换，然后使用这个点颜色的灰度值，结合要被替换颜色的索引值，去渐变图中采样新颜色并使用；否则就使用原颜色。
当然，一个形象片段支持几种颜色的替换，上述逻辑就要执行几次。
在运行时如何将指定的遮罩颜色传递给着色器，以及如何传递要替换的颜色索引值呢？
我使用的方法是：根据形象片段的不同，将其对应的若干个（不超过四种）遮罩颜色以及要替换的颜色索引，通过网格中的顶点属性进行传递。
为了更好的利用顶点属性，我将遮罩颜色的RGB值以及颜色索引压缩保存到一个float中。
一个Vector4包含4个float，刚好可以保存下所有的遮罩颜色以及替换颜色的索引值。
准备将四个遮罩颜色及替换颜色索引保存到顶点属性中
需要注意的是，在向网格中的顶点属性写入压缩后的颜色信息时，应该保证相关的四个顶点（组成一个完整的形象片段）必须一致。
片段着色器中的逻辑就简单多了，只需要对保存上述压缩信息的顶点属性进行解压缩，然后分别进行颜色比较以及颜色差值计算就可以了。
<hr/>| 其他
除了上述内容外，还有一些零碎的细节，不知道归在哪里，就在这罗列下吧。
● 切图
RMMV的形象片段纹理很多，手动将纹理切分成Sprite-Sheet的话，工作量有点大；可以写一个脚本来处理它们，关键的步骤是通过TextureImporter来设置Sprite-Sheet。
这里需要注意的是，行动颜色图中，有些是包含了大量透明区域的，这部分需要调整脚本，在切Sprite-Sheet时跳过这些透明区域（否则合图的尺寸会被撑大）。
● 行动遮罩图
行动遮罩图是白底的，所以切成Sprite-Sheet后打图集时，Unity无法对其进行紧密排布，这会导致合图尺寸过大（甚至超过2048）。
可以先通过脚本将遮罩图的白色背景替换为透明（1,1,1,0），然后再重复上述切图的步骤，这样会减小合图尺寸。
● 关于Excel的数据透视表
因为之前工作的关系，我略微了解些使用Excel的方法。现在当程序员了，仍然会借助Excel的能力帮我解决一些问题。
我个人的经验是：数据透视表，是Excel学习性价比最高的功能。
这个功能简单、易用，只需稍微花一点点时间就能上手；配合公式一起使用的话，可以在很多工作情境下提升效率。
<hr/>| 写在最后
以上就是在Unity中复刻RMMV人物生成器的关键步骤了，您看懂了么？
我自己看了几遍，反正是没懂。
不过就先这样吧。
前两天骑共享单车时悟到了一个人生道理，分享给您：
话，要一句一句说，
饭，要一口一口吃，
日子，要一天一天过，
人生目标，要一个一个忘。 所以别着急，慢慢来吧。
与君共勉。
感谢您能读到这里。
下回见。
我的公众号 偶尔学学Unity 会特别不定期更新与游戏开发可能有关的文章，要是您特别闲的话可以关注，谢谢。 |
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发表于 2021-11-20 10:58
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