Unity Shader 玻璃效果
一个玻璃效果主要分为两个部分,一部分是折射效果的计算,另一部分则是反射。下面分类进行讨论:
折射:
1.利用Grass Pass对当前屏幕的渲染图像进行采样
2.得到法线贴图对折射的影响
3.对采集的屏幕图像进行关于法线方向上的扭曲和偏移,以模拟折射效果
反射:
主要利用环境贴图产生反射的残影,并和主贴图采样结果混合
得到反射和折射的结果后,以一个插值变量控制最终效果(类似于玻璃的透光率);
脚本如下:
// Upgrade NOTE: replaced '_Object2World' with 'unity_ObjectToWorld' Shader "MyUnlit/GlassRefraction"
{
Properties
{
_MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
//这里的法线贴图用于计算折射产生的扭曲
_BumpMap("Normal Map",2D)="bump"{}
//这里的环境贴图用于反射周围环境的部分残影
_Cubemap("Environment Map",cube)="_Skybox"{}
_Distortion("Distortion",range(,))=
//一个折射系数,用于控制折射和反射的占比
_RefractAmount("Refract Amount",range(,))=
}
SubShader
{
//保证该物体渲染时,其他不透明物体都已经渲染完成
Tags { "RenderType"="Opaque" "Queue"="Transparent"}
//抓取当前屏幕的渲染图像并存入指定纹理
GrabPass{"_RefractionTex"} Pass
{
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag #include "UnityCG.cginc" struct appdata
{
float4 vertex : POSITION;
float2 uv : TEXCOORD0;
float3 normal:NORMAL;
float4 tangent:TANGENT;
}; struct v2f
{
float4 uv : TEXCOORD0;
float4 pos : SV_POSITION;
float4 scrPos : TEXCOORD4;
float4 TtoW0:TEXCOORD1;
float4 TtoW1:TEXCOORD2;
float4 TtoW2:TEXCOORD3;
}; sampler2D _MainTex;
float4 _MainTex_ST;
sampler2D _BumpMap;
float4 _BumpMap_ST;
samplerCUBE _Cubemap;
float _Distortion;
fixed _RefractAmount;
sampler2D _RefractionTex;
float4 _RefractionTex_TexelSize; v2f vert (appdata v)
{
v2f o; o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex); o.uv.xy = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
o.uv.zw = TRANSFORM_TEX(v.uv, _BumpMap);
//得到屏幕采样坐标
o.scrPos = ComputeGrabScreenPos(o.pos); float3 worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;
float3 worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
float3 worldTangent = UnityObjectToWorldDir(v.tangent.xyz);
float3 worldBinormal = cross(worldTangent, worldNormal)*v.tangent.w; o.TtoW0 = float4(worldTangent.x, worldBinormal.x, worldNormal.x, worldPos.x);
o.TtoW1 = float4(worldTangent.y, worldBinormal.y, worldNormal.y, worldPos.y);
o.TtoW2 = float4(worldTangent.z, worldBinormal.z, worldNormal.z, worldPos.z); return o;
} fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
{
float3 worldPos = float3(i.TtoW0.w,i.TtoW1.w,i.TtoW2.w);
float3x3 TtoW = float3x3(i.TtoW0.xyz, i.TtoW1.xyz, i.TtoW2.xyz); fixed3 worldViewDir = normalize(UnityWorldSpaceViewDir(worldPos)); fixed3 tanNormal = UnpackNormal(tex2D(_BumpMap, i.uv.zw));
fixed3 worldNormal = mul(TtoW, tanNormal);
//对采集的屏幕图像进行关于法线方向上的扭曲和偏移,也就是模拟折射的效果
float2 offset = tanNormal.xy*_Distortion*_RefractionTex_TexelSize.xy;
i.scrPos.xy += offset;
fixed3 refractCol = tex2D(_RefractionTex, i.scrPos.xy / i.scrPos.w).xyz;
//这一块用来模拟反射的效果,反射越强,也就是透光度越低,越能看到主贴图纹理以及周围环境反射的残影
fixed3 reflectDir = reflect(-worldViewDir, worldNormal);
fixed4 mainTexCol = tex2D(_MainTex, i.uv.xy);
fixed4 cubemapCol = texCUBE(_Cubemap, reflectDir);
fixed3 reflectCol = mainTexCol.rgb*cubemapCol.rgb;
//最后将折射和反射进行一个综合叠加,_RefractAmount可以认为是透光率,当它为1时,就是全透过而没有反射,为0时就是全反射跟镜子一样
fixed3 color = refractCol * _RefractAmount + reflectCol * ( - _RefractAmount);
return fixed4(color,1.0);
}
ENDCG
}
}
fallback "Diffuse"
}
效果如下:
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