《泰拉瑞亚》的光照系统，是大家熟悉又陌生的东西，在我上千小时的游戏时间中，我很少深入思考它的光照机制到底是如何实现的，它为什么能在低性能设备上流畅运行，直到我发现了一些从未注意到的东西…
比如…光照只用CPU计算？
比如…光线穿过液体会变色？
比如…光线会拐弯，但是不会走迷宫？
实际上，TR的光照系统非常非常简单，可以概括为
——从光源出发，严格地上下-左右-上下-左右走四次，光照的扩散随着距离、依据物块类型衰减
或者从游戏实现上讲
——做两次“两步高斯模糊”，但是把一维的“高斯模糊”过程换成逐个物块的衰减的模拟
（极致节省，但又保持了不错的效果。搜索？不存在的。光线追踪？不存在的）
光的传播
我们来做个实验
请放大观察这张图片——
有没有注意到什么细节？
没错，2区域离光源更近，但是反而在阴影里；1区域却被照亮了。
那么照明是会绕着墙拐弯扩散的吗？也不完全是，因为1和2区域绕过墙到光源的格子数是完全一样的。
实际上，正如我们一开始提到的，光能传播的方向只能是严格的上下-左右-上下-左右，
从光源到1需要经过 左-上-右
从光源到2需要经过 左-上-右-上
是的，从光源到2的路径并不能用上下-左右-上下-左右的路径达到
（上下-左右-上下-左右，少一个上）
但是从光源到1的路径可以。因此1区域会被光照到，而2区域照不到！
光的衰减
此外，光会根据经过的物块类型和液体类型衰减。
TR里最小的照明单位是一整个物块（一格）。你所看到的这个小于一个物块的细致光照，实际上都是在单个物块的光照算完之后，用旁边相邻物块的光照结果过渡给你看的。
因此光的衰减也是一格一次，按照指数衰减。空气和墙等等有不同的衰减因子，这就产生了光在空间中扩散的效果。
光的RGB三个颜色分量也是分别衰减的，尽管它们大多数时候都一样（我倒是希望RE给刷漆玻璃块加个有色光的细节，这从代码上其实很好实现）——唯一的例外是被水覆盖的物体
水会根据所在环境不同而对RGB三个分量产生不同的衰减。比如森林群系的水体对于红和绿的衰减大，对蓝色衰减小，结果呈现蓝光。
有一个小细节，就是这个衰减颜色并不是和水体颜色一致，而是每种群系单独设置了一个。猩红群系的水透光居然意外地变成了青色而不是红色，别有一番风味23333
“两步模糊”？
作为玩家，了解到这些冷门知识其实已经足够了，
不过作为一个泰拉瑞亚的模组开发者，还可以更深挖一下其中的道理。
如果你做过Bloom之类的常见后处理滤镜，那么你会对“两步高斯模糊”十分熟悉。
如果你不熟悉？那么这里是简要的解释——
高斯模糊本质上是对每个像素，取周围的若干个像素的值按照一定比例混合在一起，产生模糊的效果。但是这会带来很大的开销，如果这个周围区域直径是11，那就会对每个像素取周围11*11=121个额外像素参与计算，带来很高的开销。
但是高斯模糊的系数有某种特殊性质——如果先对y轴做一维的高斯模糊（即只取同一竖列的像素混合），做完了之后，再对这个中间结果的图，做x轴的一维高斯模糊（只取同一横行的），结果和一开始的二维结果保证一样。那么，通过这样“两步”的方式，就把开销从121降低到了11+11=22，优化巨大。
而说回TR的光照系统，它并不是用的高斯函数，也不是纯粹的模糊，但是它进行的是完全相同的过程。
它想要做到的不是二维高斯模糊，那么是什么呢？
最短路算法。
它有点像一个限制了拐弯次数的spfa，或者想的更简单一些，像bfs。
从光源出发，经过不同的衰减路径，问衰减后最亮还有多亮
（这应当是TR光照系统理想的建模）
刚刚的两步高斯模糊过程，把一维高斯模糊换成刚刚提到的，分别向两侧的光线衰减过程就好了！（比如图中1就是往上下的衰减过程，2是往左右的；1和2合起来是一轮）
此外，只要在往某个方向传递的过程中，遇到了一个更亮的光源，就可以以它为光源继续传播。这样能对图上所有的光源一起做这个操作，而让光照计算开销与光源数量无关！
捷径就是做两轮！
其实我们也可以注意到，这个近似的“高斯模糊”过程中，进行一轮“两步模糊”只能让光的传播拐成水平再拐成竖直，除此之外的路径都不会被计算覆盖。
如果上面这幅示意图中只留下橘色的1和2两组箭头照到的区域，这个光照系统的破绽就会十分明显，而显得违和。但是因为这整个过程又进行了两次，就又产生了绿色的3、4箭头照到的区域。
——能够拐弯好几次的折线光线，效果和真的跑最短路已经很相似了！
（以至于我曾经一直以为TR有高效跑最短路计算的方法）
毕竟平时游戏的环境很少会出现这种专门构造来卡光线的“迷宫”
如果轮数继续增加，最终会趋于真正的最短路模型！
结语
在仔细研究之前我完全没有想到TR的光照算法如此简单，制作组的这种小trick骗过了我和我身边的所有人（我相信绝大多数TR玩家也是如此）——这也侧面证明了泰拉瑞亚光照系统的成功。因此我大半夜拍案惊奇，写了这篇专栏来分享我的发现。
感谢大家读到这里！希望大家有所收获，看到你所不知道的另一个《泰拉瑞亚》