4000 行 shader，只为了让水面好看一点

《HONEY GARDEN》里有一片湖。玩家会在湖边待很久——钓鱼、发呆、和祖母说话。

所以水面必须好看。这不是“想要”，这是“必须”。一个玩家盯着看二十分钟的平面，糊弄不过去。

我花了六周。4000 行 shader。这篇是账单。

v1：把教程拼起来

第一版是标准的“三件套”：

// 滚两层法线贴图 → 采样反射 → 加菲涅尔边缘
vec3 n = normalize(mix(
    texture(uNormalA, uv * 3.0 + uTime * 0.03).rgb,
    texture(uNormalB, uv * 2.0 - uTime * 0.021).rgb,
    0.5
));
vec3 r = reflect(-V, n);
vec3 col = texture(uReflect, r.xy).rgb;
col = mix(col, uDeepColor, fresnel);

跑起来了。看着像水。看着像任何一款 2015 年之后的游戏里的水。

问题在这：它是对的，但它不是我的。我盯着看了三天，越看越觉得这片湖和我的游戏没有关系。

v2：关掉反射

我做了一个所有人都会劝我别做的决定：把实时反射关了。

理由是——我的游戏里没有东西值得反射。

一座花园，几棵树，一片天。反射出来的东西，玩家已经看到了。我用掉了整个帧预算的 40%，去重复显示他们已经知道的信息。

关掉之后，多出来的预算我拿去做了三件事：

一、真实的水深

我用了一张手绘的水深图，让颜色真正取决于“这里有多深”，而不是一个统一的渐变。

float depth = texture(uDepthMap, worldXZ * 0.02).r;
// 浅处偏黄绿（能看到泥），深处偏蓝黑（看不到底）
vec3 waterCol = mix(uShallowCol, uDeepCol, smoothstep(0.0, 0.6, depth));
// 岸边一圈透光，是"浅"最直观的信号
float shore = 1.0 - smoothstep(0.0, 0.12, depth);
waterCol += uSunCol * shore * 0.35;

这一条改动带来的提升，比我前面所有法线贴图的调试加起来都大。玩家能看见湖底，于是他们会相信这片湖有三米深，而不是一张贴图。

二、风的记忆

我的游戏里有风。风吹过花田，也吹过水面。

但我不是实时算的——我用一个全局的 windPhase，让浪的传播方向和花田倒伏的方向一致。

// 浪从风向的来向传播，和花田、草的 shader 共用同一个相位
float wave = sin(dot(worldXZ, uWindDir) * 0.4 - uWindPhase);

这样做的副作用是：起风的时候，整个画面会同时动起来。 花、草、树、水，全部朝一个方向倒。第一次跑起来的时候我在椅子上坐直了。

这一条只值 20 行代码。它是整个水面里我最满意的部分。

三、不完美

真实的水面不平。有涟漪，有被风吹皱的地方，有鱼跳起来留下的一圈。

我加了一张手绘的“扰动图”，美术同事用 Aseprite 画的，4 个通道分别控制：涟漪强度、波纹方向偏移、高光锐度、透明度。

vec4 dist = texture(uDisturb, worldXZ * 0.01 - uTime * 0.005);
n.xy += (dist.rg - 0.5) * dist.b * 0.6;
specularPower = mix(80.0, 400.0, dist.g);

这张图只有 512×512，手绘的，一点都不物理。但它是唯一让水面看起来像“这个地方的水”的东西。

性能账

版本	帧时间（湖面）	观感
v1 三件套 + 实时反射	6.8 ms	像别人的游戏
v2 关反射 + 水深	2.1 ms	好一点，但平
v3 + 风的记忆	2.3 ms	整个场景活了
v4 + 扰动图	2.4 ms	终版

最后是 2.4 毫秒，比第一版快了将近三倍，而且好看得多。

关掉一个“正确”的技术，换回一个“属于这里”的技术。这是这六周里我学到的唯一一件事。

一些纯粹浪费掉的时间

诚实起见，也记一下没用的尝试：

用 FFT 做海洋频谱。 花了一周，效果很好，但我的湖只有 60 米宽，风平浪静。它一直在算一些玩家永远看不到的浪。
屏幕空间反射。 又是五天。最后还是关了，因为湖边的树反射在水里之后，画面变得非常乱。
焦散（caustics）。 好看。但我的湖底没有东西给焦散照。空转。
把水面细分成网格做真实位移。 做完发现，我的水面从来没有近距离特写。玩家永远在岸上。

这四项加起来大概三周。都是“因为能做到所以做了”，不是“因为需要所以做了”。

如果重来

我会先问一个问题：玩家会在这个画面上停留多久？

如果答案是“十分钟以上”，那就值得花六周。如果答案是“跑过去三秒”，那我应该去把岸边的石头画好——那个更划算。

我的湖值得。你的呢？