Unity 战争迷雾 Fog Of War

Posted 2023-04-04

参考技术A 很多"非老手"被网上流行的FogOfWar工程 一段猛如虎的操作，看的一头雾水，濒临劝退的边缘。下面希望做一些思想工作，希望更大限度挽回这些"非老手"。

运行方法：

整体思路：
使用MonoBehaviour.OnRenderImage方法，

将准备渲染到屏幕的RenderTexture source, 用如下 FogOfWarEffect.shader 做一下“颜色乘法”运算

再渲染到屏幕，实现战争迷雾。 你可以想象上面的 col 极端2种情况:

于是我们把战争迷雾“庞大”（其实并不庞大）的工程，简化成解决1个大问题：把是否可视区域 映射到 FogOfWarEffect.shader 的 col 。这个大问题可以解剖为如下几点：

4.2. 利用转置矩阵把归一化坐标映射到整个大地图(是否可视区域贴图),获取对应的的像素点

希望解说到这里，能够换回一些“中手”。更仔细的解说，挽回“新手“”后面继续奉上

2D游戏平滑的迷雾战争效果

最近刚好有做2D游戏的点光源效果，然后就扩展一下，研究了一下战争迷雾的效果。主要是想实现类似魔兽争霸那种人物走动，然后黑色的战争迷雾随着人物的移动渐渐打开的效果。使用具有渐变透明图片作为光源来使得战争迷雾呈现出平滑的效果。本文后面介绍了两个简单的实现方法，效果有细微的差别，有兴趣的同学可以分别研究。最后也有完整展示代码和提供例子下载。

一、常见的战争迷雾效果

早期的红警的战争迷雾大家应该也比较熟悉，不过看起来没那么平滑，应该是采用图块拼出来。可以明显看得出一些方方块块。

可见早期魔兽争霸2也是没那么平滑的。
后面出的一些有些的战争迷雾就会有比较平滑的过渡效果了。比如英雄联盟，魔兽3（这两个是3D的）。但是也有2D也做得比较平滑（看图的最后一个截图）

二、实现的简单原理讲解

由于是做2D游戏，所以思路基本上是2D，但是同时也有3D思想，例如图层混合方式处理等。主要原理就是根据图片的alpha值来进行反向擦除(alpha为1时完全擦除，alpha越小则越不透明，实现渐变过程效果)。最后用了两种比较简单的方法来实现了这种效果，两者有微弱的差别。这里采用的是AS3实现的，源码也提供了几种渐变图片，可以作为点光源来擦亮迷雾，可以替换上去看各种效果的。

1. 遮罩擦除做法
   最先想到的原理，是基于之前实现类似点光源效果的做法。通过一层带有alpha值遮罩图来擦掉对应的战争迷雾，就是移动版增大的点光源效果。首先人物背景，然后一层战争迷雾在最顶层，人物带了个点光源，然后人物移动的时候，不会把那个点光源层进行绘制，那么光源层就会原来越大。那个迷雾自然就会越来越大了。
   下图：刚开始是一个圆圈，然后随着人物移动，圆圈会扩大。
   
   得到这个图之后，就是对黑色战争迷雾层根据alpha进行擦了。

//一个专门做点光源的顶层容器
var topContainer:Sprite = new Sprite();
//强制为该显示对象创建一个透明度组
topContainer.blendMode = BlendMode.LAYER;
//根据显示对象的 Alpha 值擦除迷雾
openFogBitmap.blendMode = BlendMode.ERASE;

合成遮罩图来去除迷雾的代码是，最后一个参数true是合并alpha：

bitmapData.copyPixels(bitmapData,pointRect,new Point(role.x,role.y),null,null,true);

这样跟随人物移动不断地把遮罩扩大。除了最开始的合成遮罩图，后面的处理跟之前讲的新手引导遮罩和点光源实现机制一样，后面会给出相关的代码。不过这种实现是有点不好的是合并alpha，这样会导致范围突然变亮（因为alpha相加大于1，就全部擦了，大部分亮了，也就是会有个逐渐变亮的效果，使得战争迷雾开启效果没那么真实）。最终表现效果如下图：

2. 直接擦出战争迷雾方法(橡皮擦功能)
实际测试了下，对遮罩擦除做法这个效果不太满意。于是再研究了一下，想到了橡皮效果，直接用点光源图片把战争迷雾一点点擦掉又如何呢？赶紧仔细看了相关api，还真有类似的实现效果。主要还是bitmapData的draw方法，重点是这个方法的第四个参数，

source:IBitmapDrawable — 要绘制到 BitmapData 对象的显示对象或 BitmapData 对象 
matrix:Matrix (default = null) — 一个 Matrix 对象，用于缩放、旋转位图或转换位图的坐标。。 
colorTransform:flash.geom:ColorTransform (default = null) — 一个 ColorTransform 对象
blendMode:String (default = null) — 指定要应用于所生成位图的混合模式。 

所以我们每次在战争迷雾这个层次这里每次根据玩家移动，调用draw方法把角色带的点光源图片给draw进入战争迷雾的BitmapData中，然后设置为根据alpha的参数来擦出，露出最终的背景就行了。

BlendMode.ERASE //提供混合模式可视效果的常量值的类。
//设置需要draw的坐标位置
var matrix:Matrix = new Matrix(1,0,0,1,role.x,role.y);
fogBitmapData.draw(pointBitmap,matrix,null,BlendMode.ERASE);

最终效果图：

代码实现

代码已经有比较详细的注释了，这里不做解释，具体自己看代码了。可以运行两个例子来比较。
代码例子源码下载：2D游戏战争迷雾的实现例子(AS3版本)
1. 遮罩擦除做法代码，FogLightTest.as

/**
     * 战争迷雾遮罩灯效果测试例子
     * @author sodaChen
     * Date:2017-2-16
     */
    [SWF(width="1274",height="768")]
    public class FogLightTest extends Sprite
    {
        /** 背景 **/
        [Embed(source = "res/alpha/bg.jpg")]
        private var bgClass:Class;
        //点光源图片
        [Embed(source = "res/alpha/light4.png")]
        private var shadowClass:Class;
        /** 打开的迷雾图像源，用来擦出迷雾 **/
        private var openFogBitmap:Bitmap;
        /** 原始点光源图片，用来确定一个角色视野范围的 **/
        private var pointBitmap:Bitmap;
        /** 存放已经开启的迷雾图片 **/
        private var pointBitmapDatas:Vector.<uint>;
        /** 点光源的大小范围 **/
        private var pointRect:Rectangle;
        private var role:Sprite;
        /** 光源的移动 **/
        private var speed:int = 10;


        public function FogLightTest()
        {
            addEventListener(Event.ADDED_TO_STAGE,onStage);
        }
        private function onStage(evt:Event):void
        {
            //添加背景
            addChild(new bgClass());
            /文本的正式测试代码啦/
            //新建一个专门做点光源的顶层容器
            var topContainer:Sprite = new Sprite();
            topContainer.mouseEnabled = false;
            //强制为该显示对象创建一个透明度组
            topContainer.blendMode = BlendMode.LAYER;
            addChild(topContainer);
            //创建黑色的迷雾
            var mask:Shape = new Shape();
            mask.graphics.beginFill(0x000000);
            mask.graphics.drawRect(0,0,1274,768);
            mask.graphics.endFill();
            topContainer.addChild(mask);

            //制作点光源，用来擦亮迷雾,具体的擦出在下面的鼠标事件那里
            pointBitmap = new shadowClass();
            //创建擦亮迷雾后的视野图片
            pointRect = new Rectangle(0,0,pointBitmap.bitmapData.width,pointBitmap.bitmapData.height);
            openFogBitmap = new Bitmap(new BitmapData(1274,768,true,0));
            //复制最开始的位置
            openFogBitmap.bitmapData.copyPixels(pointBitmap.bitmapData,pointRect,new Point(450,300));
            //根据显示对象的 Alpha 值擦除迷雾
            openFogBitmap.blendMode = BlendMode.ERASE;
            topContainer.addChild(openFogBitmap);

            /** 移动中的主角 **/
            role = new Sprite();
            role.x = 450; role.y = 300;
            topContainer.addChild(role);
            stage.addEventListener(KeyboardEvent.KEY_DOWN,onKeyDown);
        }

        private function onKeyDown(evt:KeyboardEvent):void
        {
            //4个方向键的控制
            if(evt.keyCode == Keyboard.DOWN) role.y += speed;
            else if(evt.keyCode == Keyboard.UP) role.y -= speed;
            else if(evt.keyCode == Keyboard.LEFT) role.x -= speed;
            else if(evt.keyCode == Keyboard.RIGHT) role.x += speed;
            //暂时不考虑性能，不停地写新的图像数据
    openFogBitmap.bitmapData.copyPixels(pointBitmap.bitmapData,pointRect,new Point(role.x,role.y),null,null,true);
        }

1. 直接擦出战争迷雾方法(橡皮擦功能)代码,EraserFogTest.as

   /**
     * 迷雾战争擦除效果
     * @author sodaChen
     * Date:2017-2-16
     */
    [SWF(width="1274",height="768")]
    public class EraserFogTest extends Sprite
    {
        /** 背景 **/
        [Embed(source = "res/alpha/bg.jpg")]
        private var bgClass:Class;
        //点光源图片
        [Embed(source = "res/alpha/light4.png")]
        private var shadowClass:Class;
        /** 打开的迷雾图像源，用来擦出迷雾 **/
        private var openFogBitmap:Bitmap;
        /** 光源，擦亮迷雾的范围 **/
        private var pointBitmap:Bitmap;
        private var role:Sprite;
        /** 光源的移动 **/
        private var speed:int = 10;
        /** 迷雾的图像数据源 **/
        private var fogBitmapData:BitmapData;

        public function EraserFogTest()
        {
            addEventListener(Event.ADDED_TO_STAGE,onStage);
        }
        private function onStage(evt:Event):void
        {
            //添加背景
            addChild(new bgClass());

            /文本的正式测试代码啦/
            //新建一个专门做点光源的顶层容器
            var topContainer:Sprite = new Sprite();
            topContainer.mouseEnabled = false;
            //强制为该显示对象创建一个透明度组
            topContainer.blendMode = BlendMode.LAYER;
            addChild(topContainer);
            //创建黑色的迷雾
            var mask:Shape = new Shape();
            //颜色可以选自己喜欢的
            mask.graphics.beginFill(0x000000);
            mask.graphics.drawRect(0,0,1274,768);
            mask.graphics.endFill();
            fogBitmapData = new BitmapData(1274,768);
            fogBitmapData.draw(mask);
            topContainer.addChild(new Bitmap(fogBitmapData));

            //制作点光源，用来擦亮迷雾,具体的擦出在下面的鼠标事件那里
            pointBitmap = new shadowClass();

            /** 移动中的主角 **/
            role = new Sprite();
            role.x = 450; role.y = 300;
            topContainer.addChild(role);
            //默认位置
            openFog();
            stage.addEventListener(KeyboardEvent.KEY_DOWN,onKeyDown);
        }

        private function onKeyDown(evt:KeyboardEvent):void
        {
            //4个方向键的控制
            if(evt.keyCode == Keyboard.DOWN) role.y += speed;
            else if(evt.keyCode == Keyboard.UP) role.y -= speed;
            else if(evt.keyCode == Keyboard.LEFT) role.x -= speed;
            else if(evt.keyCode == Keyboard.RIGHT) role.x += speed;
            openFog();
        }
        private function openFog():void
        {
            //设置需要draw的坐标位置
            var matrix:Matrix = new Matrix(1,0,0,1,role.x,role.y);
            //正常的daw方法，主要参数是后面的BlendMode.ERASE。根据pointBitmap的透明度来擦除fogBitmapData
            fogBitmapData.draw(pointBitmap,matrix,null,BlendMode.ERASE);
        }