《轨道双子星》的三渲二：读完技术博客，我做了个小实验

(本文由 Codex 辅助整理。)

写《轨道双子星》的通关简评时，我留了一个没搞懂的问题：游戏明明是 3D 建模，为什么看上去那么像以前的动画片？当时我特别注意到画面里的噪点，猜它可能是三渲二的一种常用技巧。

没想到开发团队刚好把技术博客放出来了。《走进复古动漫风格游戏：探索〈Orbitals〉的渲染技术》由 Shapefarm 的 Johannes Varmedal 撰写，2026 年 9 月 3 日发布在 Unreal Engine 官网。能直接看到开发者讲怎么做，还附了可以左右拖动的渲染对比图，太合适了。

读完觉得只看文字不过瘾，我就让 Codex 做了一个能转动、能开关效果的小实验。折腾到最后，我反而觉得自己一开始抓错了重点：在这个简单模型上，三段色阶带来的二维感最明显，噪点是后来才调到合适位置的。

角色、背景和胶片，各自做各自的事

官方文章把渲染拆成了几个层次。角色等前景元素用赛璐璐着色，每个资产可以指定三档颜色；背景使用绘画着色器，笔触纹理参与光照扩散，环境和光照保持静止。两者合成后，最后再加胶片颗粒、光晕、色差和模糊。原文

这让我有了一个更好用的观察方法。看机器人的头盔，就看亮面和阴影怎么分；看后面的石头、地面，就看颜色怎样随着受光慢慢变化；最后把视线放回整张画面，才看那些细颗粒。它们虽然都影响“像不像动画”，作用的位置却不同。

文章里还有一个让我印象很深的取舍：角色不向环境投射通常的计算阴影，接地感用简化的阴影贴花处理。我的理解是，前景和背景可以保留一点分层的感觉，不必把两种画法完全揉到一起。

于是实验里也保留了两套材质。机器人用明显的明暗色块，月面平台和石头保持更柔和的受光；脚底垫一个简单的椭圆阴影。光线滑块只影响角色，转动它时，背景不会跟着一起换灯。

先把小机器人放在这里

这只大头维修机器人是程序生成的，身体、头盔、手臂和小助手都由简单几何体拼起来。

可以先在同一个角度切换“普通 3D”和“干净赛璐璐”，再试“复古手绘”。“左右对照”会把同一幅画面分开，左边显示连续光照，右边显示当前效果，两边共用当前的动作节奏。“12 帧动作”可以单独开关。

电脑上拖动旋转、滚轮缩放；手机可以拖动画面，也可以用下面的“观察角度”滑块。如果正文里看着太小，单独打开实验会舒服一些。暂停以后再逐项切换，最容易看出差别。

色阶一开，变化就很明显

“普通 3D”模式下，头盔从亮到暗是连续渐变，眼睛和肩膀上还有小小的高光，很像一个摆在桌上的塑料玩具。模型和镜头都不动，只把明暗压成几块，感觉立刻变了。

实验里负责色阶的核心代码就两行：

1
2

float d = dot(normalize(vN), light);
vec3 c = d < 0.02 ? shade : (d < 0.57 ? base : lit);

vN 是表面朝向，light 是光照方向。算出来的值落在哪一段，就选阴影色、中间色或亮色。

我来回开关以后，给 Codex 的反馈是：

我觉得那种2D的感觉最主要是靠三段色阶，其他属于锦上添花。

关掉颗粒，机器人仍然很像卡通画面；关掉三段色阶，平滑的体积感马上又回来了。

配色也不能忽略。同样是三档颜色，阴影用什么颜色、亮面有多暖，会直接影响观感。这一版用的是偏暖的头盔和橙色身体，阴影稍微偏冷。

动作可以一顿一顿，线条别抖过头

小助手上下浮动时，切换“12 帧动作”最容易看出区别。开启后，它会短暂保持一个位置，再跳到下一个位置；镜头仍然可以连续转动。这个 demo 做法很直接：把用于计算姿态的时间按十二分之一秒取整。

Orbitals 把特效和非骨骼动画的动态赛璐璐元素按 12 fps、偶尔 6 fps 更新，角色动画单独制作，镜头渲染保持至少 30 fps。原文 我们就让机器人的各部件和小助手一起按 12 帧动起来。

第一版的扰动有点大。单看某一张还好，动起来以后，轮廓和阴影边界显得太忙。我把幅度降到 21%，已经能感觉到每张画略有不同，再多反而碍眼。

官方对线条的处理也有条件：用表面编号与深度生成线条，再控制粗细、断线和扭曲；只有角色或摄像机运动时才更新这些扰动。原文 我很喜欢这个“什么时候重画”的想法。站着不动时保留那张画，发生运动时再换一张，至少比让每个边缘一直闪来闪去更接近我要的感觉。

后来我又提了一个要求：描边能不能带一点手绘钢笔的笔触？于是用程序给线条补了粗细变化、局部收细和少量断墨。这就带上了我自己的口味。

背景笔触，我们第一次做错了

这次最值得记下来的返工在背景上。

最初 Codex 给地面和石头铺了很密的程序纹理，远看有点粗糙，行星表面还出现了很明显的花纹。它把这个叫作“背景笔触”，但我看着总觉得不对：怎么又像一层噪点？原博客最后还有专门的胶片处理啊。

我让它回去看文章里的渲染图片，尤其是“我们的环境着色器”下面那组绿色管道场景。把分隔线拉到两边，观察同一根管道的受光变化，比再解释一遍 shader 有用得多。我看到的是较宽、较柔和的明暗变化，管道表面整体仍然很干净。 这个观察，也和原文所说的用笔触纹理控制光线扩散对得上。对比图在官方文章中

新版把那些密集纹理去掉，换成一张固定的、稀疏的宽笔触遮罩。遮罩主要改变中间调的受光过渡，亮部和深暗部保留得更干净；它不会随着动画每帧换一套。现在看石头和行星，能感觉到一点画出来的色块，但不再满眼都是碎纹理。

改到这里，我终于觉得方向对了。

然后我又让它把胶片颗粒稍微加重一点。

我不喜欢石头表面像磨砂纸，却很喜欢整张画面带一点被拍到胶片上的颗粒感。把它们拆成独立开关以后，反馈就具体多了：背景少一点，胶片多一点。

想看清这次区别，可以先关掉“胶片质感”，单独开关“背景笔触”，再把胶片打开。噪声还会用于轻微扰动线条和阴影边界，但那和覆盖整张图像的胶片颗粒，也不是同一种用途。

换一种二维目标，做法也会变

调研时我还问了业界先进方案怎么做。后来觉得直接排一个“三渲二技术榜”不太合适。比如 Arc System Works 的《Guilty Gear Toon Line Control Techniques》，就花了很多篇幅处理轮廓线的控制，包括把负责光照和描边的法线分开，以及去掉不该出现的线。我们这里主动加了一点断墨，别的画面里，多出来或断掉的那根线可能正是要修掉的问题。

我现在更想先问：目标是哪一种动画？想要干净利落的线稿，就应该让线条干净；想要老动画的摄影质感，再去调颗粒和轻微模糊。效果全开也不会自动变高级。

对 Orbitals，我更佩服的是这些规则最后能在整个游戏里配合起来。小实验只有一个场景，改一下立刻就能检查。真的做成游戏，还得让各种角色、动作、场景和镜头维持同一种画风，并且让美术能持续做内容。

下次在游戏里看到类似画面，我大概会先盯着角色的阴影色块，再看它怎么动，最后才去看那些让我最早产生好奇的颗粒。