這是侑虎科技第226篇原創文章，感謝作者張言豐（資深TA，QQ：306566807）供稿。當然，如果您有任何獨到的見解或者發現也歡迎聯繫我們，一起探討。（QQ群：465082844）
筆者去年寫了一篇關於如何打造高逼格耀斑效果的文章，很榮幸得到大家的關注。本人平日樂於分享自己工作中的點滴技術心得，歡迎大家聯繫我進行技術相關的交流學習。
今年筆者在PintaStudio，這是我在中科院的同學創立的一家VR電影工作室，我們希望用遊戲引擎實時渲染的方式來表達藝術家的思想。同時，我們製作的VR沉浸式感受也是一種全新的觀影體驗。接下來，我將簡述整個開發的歷程。
VR交互動畫短片《拾夢老人》劇照
◆◆◆◆引擎的選擇（Unity VS UE）
立項階段，我們遇到了引擎選擇上的分歧。我們想做的是重量級大作，所以最初的想法是採用一個重量級引擎。早期做端遊時，我們了解得最多的是CRY ENGINE（下稱「CE」）和UNREAL ENGINE（下稱「UE」）了，這兩個引擎就是引擎界的「西門吹雪」和「葉孤城」，長期霸佔著國外的大作市場。CE這些年在國內推廣不利，所以在最初階段，更多的小夥伴希望用UE來做我們這個電影。我的加入，給團隊帶來了新的選擇—Unity。相比前兩個引擎，Unity可以說是後起之秀，尤其近3年手遊的興起，才把Unity引入大眾的視線。我們主要對UE和Unity兩個引擎進行了比較：
綜上所述，我建議團隊採用Unity引擎。儘管後來被幾個大坑坑得鼻青臉腫，但是從項目進度以及結果來看，這個引擎基本上達到了我們想要的效果。
◆◆◆◆技術創新
Unity引擎本身的畫質相對來說是較為簡樸的，但是對於電影來說，藝術家希望能有一些更豐富的畫面表現。我之前在公司運營團隊寫的一篇文章裡也簡單提過，大家可以參考：
http://www.vrzy.com/vr/60852.html
在這裡我們舉個簡單小例子:
如上圖這個光影效果，上面窗戶衍射效果就有很多種實現方法。先對Depthmap做邊緣的blur，然後計算光照是一種辦法；直接對Render Target做局部的bloom也是一種方法；OffScreenRenderTarget，渲染一張低解析度的光照貼圖，然後合成回MainTarget，也不失為一種好方法。
對於地上陰影的邊緣效果，怎麼實現呢？CookieTexture？錯誤，你沒有辦法用CookeTexture去解決不規則的陰影衍射，更何況陰影的邊緣顏色是藝術家幻想的。那怎麼辦？其實不難，它是軟陰影算法的變種，所以，利用概率採樣ShadowMap的方法得到陰影邊緣，然後在邊緣地區做顏色疊加即可實現。
我們再舉一個小例子：
這狗的耳朵是不是有點透明？其實這就是個SSS效果，實現方法是：對於一個表面，沿著視線方向做一個延伸，取到次表面的光照，再疊加到前表面的顏色上。仔細看Unity樹葉的Shader（Unity內置Terrain裡的Shader），有個變量backcontrib，是把樹葉背面的顏色疊到前面來，其實也是sss的變種。
◆◆◆◆
重重阻礙
我們項目的開發進程充滿艱辛，在此列舉部分，給可能要入坑的同學提個醒：
1. 普通物件Standard材質
因為進度原因，我們仍然採用了Unity自帶Standard裡的PBR光照模型，這個光照模型是經典模型的簡化版，對於大多數渲染對象來說還是可行的。但Unity自帶的StandardShader在支持半透物件時，就會出現癱瘓的情況。如下圖：
左圖為正確效果，右圖為UnityStandard的錯誤效果。這是由於StandardShader裡Transparent 沒有 Z Buffer 導致。那麼有同學又會問「我用cut out不就行了麼？」但是cut out是用RenderQueue來解決問題的，我希望上面這個腿和靴子來個半透明效果，它就沒辦法實現了。比如下圖這個淡出效果:
此外，Unity還有一個致命的「優化」，就是在OpaqueQueue之後會把ShadowMap給銷毀掉。所以半透明物件無法接受陰影。另外，關於點光源，如果光源範圍內沒有任何物體，Unity會把Lightmap也「優化」掉。類似這樣的小細節Bug比較多，但需求不會因為引擎的Bug而減少或者降低標準。一個坑一個坑地填起來，也花費了我們相當大的精力。
2. 特效
如果說普通物件的材質是被Unity坑了一下，那麼特效就是被VR的SDK給坑得鼻青臉腫。當時我們用的是HTC VIVE的Steam VR的SDK。研發完成之後才發現，這個SDK對RenderCommand和OffScreenCamera支持極差(OffScreenCamera沒有辦法左右眼矯正)，也就是說所有的特效必須寫在固定管線裡，比如這種Volumetric Light。我們需要離線烘焙好ShadowMap，然後再前向渲染時，用RayTrace去模擬它的attention。
上面兩張圖中，左圖是正確的效果，右圖是SteamVR裡可能看到的效果（因為OffScreen Camera位置沒有經過左右眼矯正，所以位置看上去是偏移的，甚至不在屏幕裡）。
3. 其他
在VR的開發中，相機也是個坑。因為傳感器會實時地重置相機位置，所以你沒有辦法去動態改變相機，只能通過反向移動場景的方式來實現相機的動態切換。這也消耗了我們很多的時間來填這個坑。
◆◆◆◆展望
Unity 引擎自帶的渲染模塊基本都有些許欠缺，但是近年來隨著Compute Shader、Render Command這些接口的提出，給我們引擎開發者提供了很大的可擴展空間。正如我多次在UWA技術群（465082844）裡呼籲的：引擎是用來幫助開發者減少工作量的，不是用來完全依靠的。沒有一款引擎能滿足所有項目都通用的需求，所有引擎都需要根據不同的項目來做修改。一個不會造發動機的人，可以開車，甚至簡單地維修汽車，但是你沒法成為造車場的老司機或者職業賽車手。
附《拾夢老人》1分鐘唯美預告片：
文末，再次感謝張言豐的分享，如果您有任何獨到的見解或者發現也歡迎聯繫我們，一起探討。（QQ群：465082844）。
也歡迎大家來積極參與U Sparkle開發者計劃，簡稱"US"，代表你和我，代表UWA和開發者在一起！
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