Godot 4 的 3D 像素画着色器

在 3D 游戏中得到像素画的两种方式

让 Godot 游戏看起来像像素画，常见的做法有两种。第一种是烘焙：从每个方向渲染角色，做成精灵表，再用 AnimatedSprite2D 播放。第二种是以低分辨率绘制 3D 场景本身，通过着色器给光照分色带、限制颜色并画出轮廓，然后用最近邻过滤放大。搜索“3D pixel art shader Godot”和“Godot 4 post processing pixel art”的人，要的是第二种。

两者各有用处。烘焙的精灵表给你手工般的控制和修饰空间，而且绘制不花任何成本。实时渲染则能处理精灵表装不下的内容：摄像机穿行的关卡、能转向任意角度的汽车、所有东西同时运动的场景。问题是两者很少匹配：精灵来自一条流程，关卡来自另外写的着色器，轮廓、颜色和光照互相不一致。

pxr shader 解决了这个问题：它根据烘焙精灵所用的同一个风格来写 Godot 着色器。

写出着色器

指向一个模型和一种外观，或者一个项目，再指向你的 Godot 项目里的一个文件夹：

pxr shader knight.glb --preset selout --size 64 -o my-game/pixor
pxr shader game.pixor -o my-game/pixor --res res://pixor

-o 是磁盘上的文件夹；--res 是 Godot 眼中的同一个文件夹，即 res:// 路径，当它不是 res:// 加文件夹名时才需要。这个文件夹里会有五个文件：

文件	作用
pixor_look.gdshader	材质。每个像素取其颜色所属的色阶、所在光照色带的级别以及高光，和烘焙精灵一样，使用调色板自己的颜色。它不受光照着色：外观本身就是光照。
pixor_lines.gdshader	线条，一个屏幕后处理：模型周围空像素上的剪影，以及一个表面在另一个表面前面时的内部线条，使用风格的线条颜色。
pixor_view.tscn	像素网格：一个与精灵同尺寸的视口，用最近邻过滤放大四倍，其中包含 Pixor 的摄像机和线条。
pixor_look.gd	PixorLook.apply($Level) 给某个节点下的每个网格都应用这种外观，同时保留每个材质的颜色和纹理。
pixor_shader.json	尺寸、比例、调色板，以及着色器没有包含的那部分风格。

放进你的场景

1. 把这个文件夹复制进 Godot 项目，或者用 -o 直接写到那里。
2. 把 pixor_view.tscn 加到你的主场景。它会通过像素网格绘制它所在的 3D 世界，并带轮廓处理。
3. 给你的网格加上这种外观。在脚本中，PixorLook.apply($Level) 会给该节点下的每个网格设置材质。手动的话，把 pixor_look.gdshader 放到网格的材质上。

其他什么都不用设：光照色带、色阶、调色板和线条颜色都已经写进着色器。想改变外观，就在 Pixor 里改，再运行一次 pxr shader。

--view-scale 设定每个美术像素变成多少个屏幕像素（默认 4）。和任何像素画一样，请保持为整数；精灵尺寸指南解释了原因。

实时渲染没有包含什么

实时渲染绘制画面的方式和烘焙的一样，只有三处不同：

• 没有投射阴影。表面有光照和色带，但一个物体不会给另一个物体投下阴影。
• 没有深度差就没有部件线。两个相接的部件，比如手臂上的袖子，只有在一个在另一个前面的地方才会有线。
• 没有整帧步骤。需要读取整帧或比较各帧的步骤，比如清理步骤和标明了这一点的手绘原子，只在烘焙时运行。

每个风格节点都会注明它能否实时运行：pxr nodes --graph style 会在每个节点下打印“in real time: yes”或“not yet”。如果风格的节点图中有无法实时运行的节点，就会被拒绝，并且错误信息会指出该节点。加上 --partial，就会不含那个节点，照样写出其余设置的着色器。

两者并用

最强的组合是两种方式一起用。需要手工修饰、大量帧和精确剪影的角色，烘焙成精灵表（Pixor 用于 Godot 介绍了 SpriteFrames 和接好线的现成场景）。世界、载具以及任何大到或自由到无法烘焙的东西，则通过 pxr shader 绘制。因为两者来自同一个风格，它们共用色阶、色带和调色板，玩家看到的是一个游戏，而不是两个。

如果想让精灵在 2D 场景中对光照做出反应，灯光套件（--export light-kit）会根据法线贴图在 Godot、Unity 或 GameMaker 中为烘焙精灵打光，同时每个受光像素都保持在自己的色阶上；参见符合调色板的光照。手册中的这一节介绍了实时着色器的所有选项。