“明星插件”是如何诞生的?Shader Editor 超硬核开发日志

共 5755字,需浏览 12分钟

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2021-06-14 17:45

今年 4 月,Cocos Store 官方商城上线了一款超硬核插件——

地址:https://store.cocos.com/app/detail/2749
Shader Editor 是一款用 Cocos Creator 制作的可视化 Shader 编辑器,内置上百个基础组件和特效组件,不仅能以插件方式运行,同时支持在网页中运行,方便随时使用。
Shader Editor 的作者、Cocos 引擎 10 年老用户 SuperSuRaccoon,在 Cocos2d-x 时代便萌生出了开发这款插件的想法,2020 年底,他着手用 Cocos Creator 正式开始编写,耗时 5 个多月,成品上线。
今天,SuperSuRaccoon 将和我们分享 Shader Editor 的开发历程,揭开这款“明星插件”从构思到上线的背后故事。


1

起点

最初想要做编辑器,还是在 Cocos2d-x v2.x 的时期。
那时候刚开始用游戏引擎不久,经常看到有大佬在论坛分享一些酷炫的 Shader 特效。对于当时的自己来说,这种东西就像是看天书一样。
随着开始逐渐熟悉引擎,有了一些基础后,开始挑战阅读引擎底层渲染和 Shader 相关部分的实现。
反复阅读、折腾,有了入门的感觉后,Shader 也慢慢地能看懂个大概,能简单地修改下其中的一些参数变量。

缺陷

Cocos2d-x 时期,Shader 的编写、修改、运行,整个流程都是相当繁琐的。Shader 本身无法像普通程序代码那样轻松地断点或是打印调试,再加上 C++ 需要编译运行才能看实际的效果,这就给入门带来了更多的不便。

2

初试

转机来自于 Cocos2d-x 的进化版 Cocos 2d-js 。

从编译语言进化到脚本语言,从终端进化到浏览器,这使得游戏的调试、开发变得更加方便快捷。

最重要的是,借助浏览器,可以更方便地制作类似编辑器这样的软件

自己是软件工程专业出身,一直喜欢写一些软件工具,Cocos2d-x 用来做软件很不方便,部署发布更是麻烦。

但是进入了 JS 时代,借助 electron , node-webkit 的帮助,使得软件开发后的部署发布,也变得更加简单。

正巧那时候开始写 Shader 相关的一些东西 。开始只是一个封装了各种 API 的类,接着发展到简单的框架:

然后是实现了各种特效的特效集合:

最后发展到编辑器,因为在编写了很多特效后发现,只有用搭积木式的方式,来组装各种各样的特效,才是自己真正想要的东西:

于是就有了最初的 Cocos 2d-js  版本的  Shader   编辑器。

中断

Cocos 2d-js 的编辑器虽然也做到了一定的完成度,但是那时候 Creator 开始流行,越来越多的开发者开始转战 Creator,另一方面由于当时项目忙,业余时间比较少,于是编辑器的开发也就中断了。

3

重启

虽然工作中主要使用 Cocos 2d-js,但是业余时间,自己还是会用 Creator 尝试做一些东西。
早期 v1 还不是很稳定,因此并没有深入地去研究。
到了v2 时期,引擎编辑器各方面开始稳定,于是就开始想着是否有可能把之前做的 Shader 编辑器带到 Creator 中。
当然在这之前,还需要进一步地熟悉引擎,才有可能做到,毕竟做一个编辑器不是一件容易的事情。


4

难点

在熟悉 Creator 的同时,还有几个较大的难点挡在制作编辑器面前。


插件模式选择

Creator + Cocos 2d-js

最初的想法,是将之前用 Cocos 2d-js 做的编辑器,以插件的形式嵌入 Creator 中:

虽然基本是实现了,Cocos 2d-js 开发的项目,嵌入 Creator 插件系统,但是问题其实也不少,最主要是插件和编辑器相互之前存在兼容性的问题。

Creator + Creator

另一个选择,自然是用 Creator 开发编辑器,然后再将其作为 插件 嵌入到 Creator 编辑器里。

最大的难点,是如何做到在不修改任何引擎本体代码,仅通过各种外部搭桥手术,实现 Creator 导出项目完美融合进 Creator 插件系统

这确实是一个比较困难的点,但是得益于引擎开源的这一特性,在阅读源码、反复进行一些尝试后,终于算是比较成功地突破了这一难点 (虽然暂时在插件 dock 状态下会报错的问题还没有解决)。


Shader 实时预览


Cocos 2d-js 的 Shader 实现流程相对 Creator 更加简单,并且暴露的接口也更多,实现 实时预览 也很方便。

但是 Creator 对于 Shader 的实现相对复杂,而且有一些接口藏得比较深,再加上自己坚持要在不修改一行引擎代码的基础上,实现编辑器的功能,这一点更加大了难度。

但是这对于最终的插件来说十分重要,因为魔改引擎是很方便,但是对于用户的使用、升级,都是极其不友好的。

这一块做了非常久,非常多的尝试,从源码的阅读,到material + effect + pass + ...... 各种重要技术点的逐个尝试,最终还是找到了一条实现需求的路。

这样一来,两个最大难点,就基本得到了突破,接下来,就可以开始编辑器的制作。


5

突破

在一开始,使用 Creator 再来重写一遍编辑器,我是非常拒绝的。

写编辑器虽然和写游戏不一样,但是难度其实也是丝毫不低。

但是在动手写了几天后,不得不说,真香

比起 Cocos 2d-js 时期盲人式的 UI 编写方式,Creator 用来编写 UI 的效率简直是高了太多太多,再配合上 Prefab 的使用, 将之前编辑器的功能 (主要是 UI 这块),用 Creator 实现一遍,是非常快速且高效的。

熟悉了 Creator 的一些常规套路后,编辑器的开发也就变得相对顺利了。

功能的推进还是相当顺利的,当然期间趟过的坑肯定也是不在少数。


6

里程碑

2021.04.03 编辑器初版正式上线:

对自己来说,算是一个里程碑。虽然就像文章开头提到的,初版还存在相当多的 Bug,以及基础功能的缺失,但是已有功能的完成度还是相当高的。


编辑器的一些特点

1.对引擎无侵入式修改,完全纯净

2.支持 Creator 原生插件模式同时提供网页版的 Cloud / 云 模式,使用方便;

3.大量内置特效组件, (目前多为基础组件,后续会添加更多复杂组件);

4.制作后导出特效为 Creator 原生支持的 .mlt + .effect 文件,因此可以方便地使用在各种平台上;

5.全中文化(双语切换),编辑器所有功能全部中文化,包括所有组件的说明,文档;

6.完整、丰富的在线文档,同时编辑器中内置同样完整的文档,包括大量演示视频及示例工程项目(可直接下载运行)。


7

挑战

好的编辑器(软件)一定是在不停地使用、不停地优化中完善的。
除了认真听取用户反馈,自己也坚持使用编辑器制作特效,这样可以在实际的使用中,体会到编辑器需要改进的地方。
除了使用编辑器制作特效,自己也尝试使用导出的 Shader 特效,在实际的游戏 Demo 中进行使用。
这里正好安利一下自己早期写的一个 FBO 组件 :
当初在写这个组件的时候,就提到过,它最大的用处,就是配合各种 Shader ,来实现一些原本做不到的、更加酷炫的特效。
比如让骨骼动画使用 UV 依赖的 Shader 特效、实现屏幕后期特效、实现屏幕局部后期特效等等。
现在有了 Shader 编辑器,这个组件也终于可以更好的发挥它的作用了。


8

计划

从最初开始构思编辑器,到如今终于在 Creator 做出成品并上线,经历了很长的时间,也花了很多的精力,也是因为很想把这个编辑器做到最好。因此后续的更新计划,也有很多。


Bug 持续修复

这个不用多说,是软件都会有 Bug ,随着功能的增加 Bug 也会持续地出现,因此 Bug 的修复是在整个软件的生命周期里都会持续的事情。

优化体验

在用户的很多反馈中,可以看到,有些功能使用目前的编辑是可以实现的,但是实现的过程可能十分痛苦,这就是一些操作体验的不可理喻所造成的,体验的优化也是非常重要的,毕竟软件是拿来用的,用得方便与否也是十分重要的事情,比如键鼠快捷操作、工具栏操作、组件菜单操作等,都是需要优化的地方。

3D

这个一些论坛的朋友也询问过我,是否考虑制作 Creator 3D 对应的编辑器。

首先把现有的这个编辑器,转换成 TS ,再改成配合 Creator 3D 插件工作流的形式,再改成 3D Shader 制作的方式,至少现在看来是不会去考虑的。

一个原因是目前 2D 功能还很不完善,如何把 2D 的编辑器功能做到 100%,才是第一优先的事情。

另一个原因是自己对 TS 和 3D 开发完全没有任何的接触,所以对于一些技术可行性也完全不清楚。

当然,在制作 2D 编辑器的时候, 曾经尝试过将编辑器制作好的特效,导出为 Creator 3D 可用的格式,这可能是一个比较可行的选择。


特效社区

这次的编辑器还加入了 Cloud 的功能,虽然现在功能还很基础,但后续随着编辑器的完善和用户的增加,希望可以在此之上,做出方便所有用户提问、交流、共享、解决问题的社区。

当然这些内容都是和 Shader 紧密相关的。

因为一直以来,很多用户都对 Shader 有各种问题,或是对某些特效有需求,但是没有一个针对性的地方,可以得到帮助或是获取这些资源,而是只能去论坛发帖或是搜索寻找以前的帖子,碰碰运气。

如果能紧密结合编辑器的功能,提供这样的一个功能简单却有针对性的特效社区,对用户来说,应该也是一个非常好的消息。


9

结语

现在想来,最初做这个东西的目的,就是为了能够用更简单的方式,做出酷炫的特效。
并且在制作的同时,可以实时地、直观地学习 Shader 中的各种命令,看到每个函数所起到的是什么样的功能——在 UV 上做个乘法起到了什么效果?给色彩 RGBA 来个减法,又能起到什么样的效果?这些在编辑器中,都可以一目了然。
从 Cocos2d-iphone 时期开始,自己就做过各式各样的 Demo、功能、模块、框架……这次的编辑器也是有了这些积累,才得以初步完成。后面也会努力地去继续更新、维护下去,希望各位开发者可以支持。
先定个小目标,希望一年后的今天,能再发一篇周年回顾的文章,希望那时候的编辑器,已经变得比现在更强大。
想做的东西还有很多,现在只是迈出了第一步,下一个版本会变得更好。

文章来源:SuperSuRaccoon个人公众号



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