在Unity中如何让3D模型呈现2D效果

2D原画转3D模型

为了不耽误游戏主程的开发进度，在早期的草图阶段，我们为每个场景创建了非常简单的灰箱模型，以便进行程序开发工作，同时美术设计也能同步开展。

虽然最终的2D原画会作为3D场景建模的参考，但需要注意的是，并非所有2D内容都能完全重现到3D场景中，我们只能让3D模型尽可能多地还原2D效果。

在3D建模方面，我们选择了Blender软件。这款软件功能强大且完全免费，能够满足项目的大部分需求。在Blender中建模时，我们会粗略设置一个光照，这样可以对整个场景的光照效果有一个初步的概念，也便于后续将资源导入Unity后进行光照设置。

光照、着色和纹理的技术细节

我们发现，最终模型在Blender中显示的颜色可能会比较奇怪，这是因为最终的着色与纹理化工作是完全在Unity中完成的。之所以选择在Unity中进行这些操作，是因为Unity是一款所见即所得的游戏引擎，其编辑器易于上手，在Unity中进行着色与纹理化是最快的方式，同时还能避免重复处理。我们可以先在Blender中设置好颜色，然后在Unity中通过不同的光照设置对颜色进行调整。

以《Agent A - 伪装游戏》为例，其艺术风格包含了大量的渐变效果。为了在Unity中高效创建这些渐变，我们需要找到一种合适的方法。如果在运行时仅使用一个着色器绘制渐变，会给每个场景带来大量的额外负担，并且我们希望这款游戏能在尽可能多的低配置设备上运行。

最终的解决方案是使用非常小的像素纹理来处理渐变。具体操作是在Photoshop中创建像素高度为1的图像，并在水平位置添加尽可能多的像素点来形成渐变。例如，从黑色到白色的灰度转变可以理解为1px黑色到1px白色。在Unity中，我们使用双线性滤镜（Bilinear Filtering）处理微小纹理，当纹理拉伸至整个网格大小时，就会生成一个平滑渐变。然后在着色器中添加一个旋转滑块，就可以将渐变进行360度任意旋转后附于其所在的表面，还可以复用2D渐变纹理。

提示：确保在检视面板中将纹理的Wrap模式设置为Clamp，以消除边缘的褪色。

该着色器基于Unity的Diffuse或Unlit着色器，添加了下述代码来创建UV旋转：

// 滑块属性 [0 to 2xPI]
_Rotation (“Rotation”, Range(0.0, 6.2831853071)) = 0.0
// 定义一个顶点着色器函数
#pragma surface surf Lambert vertex:vert
// 应用旋转变换矩阵
float _Rotation;
void vert (inout appdata_full v) {
v.texcoord.xy -= 0.5;
float s = sin( _Rotation );
float c = cos( _Rotation );
float2x2 rotationMatrix = float2x2( c, -s, s, c );
rotationMatrix *= 0.5;
rotationMatrix += 0.5;
rotationMatrix = rotationMatrix * 2 - 1;
v.texcoord.xy = mul ( v.texcoord.xy, rotationMatrix );
v.texcoord.xy += 0.5;
}

不同寻常的UV贴图

为了使上述旋转滑块正常工作，我们需要采用一种稍微不同的方式来展开UV。物体（Object）的每一面都需要平铺展开并填充至整个UV贴图。这意味着，如果处理正确，选择所有平面后同时查看UV，它们将被依次重叠放置。

我们想要的效果并非传统的UV贴图（选中控制面板的所有面），而是重叠放置的混乱效果（选中控制面板的所有面）。当选中每个单独的表面时，它看起来会更清晰一些（仅选中控制面板的正面）。

使用此方法，模型中每个需要进行控制的面都需要一个单独的材质。这样一来，在Unity中选中对象时，就可以使用多个材质来控制每一面的颜色、渐变和纹理。

添加光照

我们发现，在每个场景都有一束方向光的情况下，额外添加哪怕一个点光源，都会触及不影响移动设备运行帧率的极限。所以，我们尝试尽可能多地使用Diffuse着色器而非Unlit着色器，因为当场景中的道具四处移动时，使用Diffuse着色器可以看到来自方向光的实时阴影，例如下面这幅画移开后露出的秘密间谍控制台。

场景环境光通常设置为中性灰，但偶尔会加入一点其它颜色来调节气氛，比如让场景感觉更加温馨的黄色。

纹理

纹理对《Agent A - 伪装游戏》的艺术风格起着至关重要的作用。所有纹理都是通过真实摄影、在Photoshop中从零开始绘制或混合（PhotoChopped）制作而成，然后利用着色器中的通道将纹理应用到对象。

我们有两种选择可以应用到各种不同的着色器中，如Diffuse、Unlit等，这两种纹理的混合方式分别是“Multiply”和“Additive”。我们可以根据想要实现的特殊效果在它们之间进行选择，将纹理放入对应的栏位，使用该栏位的360度旋转滑块和用于控制纹理混合强度的滑块进行纹理效果的调整，它们也可以与渐变纹理一起使用。渐变纹理将覆盖在base栏位中的基本纹理上方。

下面是着色器中另一个代码段，为Multiply和Additive添加额外的纹理栏位：

void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
// 注意：我们在组合一个表面纹理材质
half4 c = _Color * tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex); // base texture & colour
// 后续代码可能未完整给出
}

下面是一些在门厅场景中使用着色器的示例。