文章目录
- 前言
- 一、使用一张法线纹理，作为水下扭曲的纹理
-
- 1、在属性面板定义一个纹理，用于传入法线贴图
- 2、在Pass中，定义对应的纹理和采样器
- [3、在常量缓冲区，申明修改 Tilling 和 Offset 的ST](#3、在常量缓冲区，申明修改 Tilling 和 Offset 的ST)
- [4、在顶点着色器，计算得到 应用了 ST 和 随时间流动的UV，用于纹理采样(_WaterSpeed是上篇文章中用到的)](#4、在顶点着色器，计算得到 应用了 ST 和 随时间流动的UV，用于纹理采样(_WaterSpeed是上篇文章中用到的))
- 5、在片元着色器中，对其进行法线纹理进行采样
- 二、实现水下扭曲的效果
-
- 1、定义一个扰度值，控制扭曲水下的扭曲程度
- 2、在URP设置中，开启抓屏
- [3、在Pass中，定义抓屏的 纹理 和 采样器](#3、在Pass中，定义抓屏的 纹理 和 采样器)
- 4、使用线性插值后的结果，进行抓屏的纹理采样
- 5、最后，与上篇文章计算得到的水的颜色混合
- 请添加图片描述
- 三、最终代码
前言
在上篇文章中，我们实现了水体中 和 物体接触时，产生泡沫的效果。
在这篇文章中，我们在上一篇文章的基础上来实现水下扭曲的效果。
一、使用一张法线纹理，作为水下扭曲的纹理
原理：
1、在属性面板定义一个纹理，用于传入法线贴图
_DistortTex("DistortNormalTex",2D) = "white"{}
2、在Pass中，定义对应的纹理和采样器
TEXTURE2D(_DistortTex);SAMPLER(sampler_DistortTex);
3、在常量缓冲区，申明修改 Tilling 和 Offset 的ST
half4 _DistortTex_ST;
4、在顶点着色器，计算得到 应用了 ST 和 随时间流动的UV，用于纹理采样(_WaterSpeed是上篇文章中用到的)
o.uv.xy = TRANSFORM_TEX(v.uv,_DistortTex)+_Time.y * _WaterSpeed;
5、在片元着色器中，对其进行法线纹理进行采样
half4 distortTex = SAMPLE_TEXTURE2D(_DistortTex,sampler_DistortTex,i.uv.xy);
二、实现水下扭曲的效果
原理：把抓取到的屏幕纹理，使用进行流动扭曲
1、定义一个扰度值，控制扭曲水下的扭曲程度
- 屏幕UV 和 法线纹理扭曲之间线性插值
float2 distortUV = lerp(screenUV,distortTex,_Distort);
2、在URP设置中，开启抓屏
3、在Pass中，定义抓屏的 纹理 和 采样器
TEXTURE2D(_CameraOpaqueTexture);SAMPLER(sampler_CameraOpaqueTexture);
4、使用线性插值后的结果，进行抓屏的纹理采样
half4 cameraOpaqueTex = SAMPLE_TEXTURE2D(_CameraOpaqueTexture,sampler_CameraOpaqueTexture,distortUV);
5、最后，与上篇文章计算得到的水的颜色混合
col *= cameraOpaqueTex;
三、最终代码
//水的深度
Shader "MyShader/URP/P4_8"
{
Properties
{
[Header(Base)]
_WaterColor1("WaterColor1",Color) = (1,1,1,1)
_WaterColor2("WaterColor2",Color) = (1,1,1,1)
_WaterSpeed("WaterSpeed",Range(0,1)) = 0.1
[Header(Foam)]
_FoamTex("FoamTex",2D) = "white"{}
_FoamColor("FoamColor",Color) = (1,1,1,1)
_FoamRange("FoamRange",Range(0,5)) = 1
_FoamNoise("FoamNoise",Range(0,3)) = 1
[Header(Distort)]
_DistortTex("DistortNormalTex",2D) = "white"{}
[PowerSlider(3)]_Distort("Distort",Range(0,0.5)) = 0
}
SubShader
{
Tags
{
//告诉引擎，该Shader只用于 URP 渲染管线
"RenderPipeline"="UniversalPipeline"
//渲染类型
"RenderType"="Transparent"
//渲染队列
"Queue"="Transparent"
}
//Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha
ZWrite Off
Pass
{
Name "Unlit"
HLSLPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
// Pragmas
#pragma target 2.0
// Includes
#include "Packages/com.unity.render-pipelines.core/ShaderLibrary/Color.hlsl"
#include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"
#include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Input.hlsl"
CBUFFER_START(UnityPerMaterial)
half4 _WaterColor1;
half4 _WaterColor2;
half _FoamRange;
half _WaterSpeed;
half4 _FoamColor;
half _FoamNoise;
half4 _FoamTex_ST;
half _Distort;
half4 _DistortTex_ST;
CBUFFER_END
TEXTURE2D(_CameraDepthTexture);SAMPLER(sampler_CameraDepthTexture);
TEXTURE2D(_FoamTex);SAMPLER(sampler_FoamTex);
TEXTURE2D(_CameraOpaqueTexture);SAMPLER(sampler_CameraOpaqueTexture);
TEXTURE2D(_DistortTex);SAMPLER(sampler_DistortTex);
//struct appdata
//顶点着色器的输入
struct Attributes
{
float3 positionOS : POSITION;
float2 uv : TEXCOORD0;
};
//struct v2f
//片元着色器的输入
struct Varyings
{
float4 positionCS : SV_POSITION;
float4 uv : TEXCOORD0;// xy = distortUV,zw = foamUV
float4 screenPos : TEXCOORD1;
float3 positionVS : TEXCOORD2;
float3 positionWS : TEXCOORD3;
};
//v2f vert(Attributes v)
//顶点着色器
Varyings vert(Attributes v)
{
Varyings o = (Varyings)0;
o.positionWS = TransformObjectToWorld(v.positionOS);
o.positionVS = TransformWorldToView(o.positionWS);
o.positionCS = TransformWViewToHClip(o.positionVS);
o.screenPos = ComputeScreenPos(o.positionCS);
//计算得到泡沫纹理采样需要的顶点世界空间下的坐标值的流动效果
o.uv.zw += o.positionWS.xz *_FoamTex_ST.xy + _Time.y * _WaterSpeed;
//计算得到水下扭曲纹理的流动UV
o.uv.xy = TRANSFORM_TEX(v.uv,_DistortTex)+_Time.y * _WaterSpeed;
return o;
}
//fixed4 frag(v2f i) : SV_TARGET
//片元着色器
half4 frag(Varyings i) : SV_TARGET
{
//1、水的深度
//获取屏幕空间下的 UV 坐标
float2 screenUV = i.positionCS.xy / _ScreenParams.xy;
half depthTex = SAMPLE_TEXTURE2D(_CameraDepthTexture,sampler_CameraDepthTexture,screenUV).x;
//深度图转化到观察空间下
float depthScene = LinearEyeDepth(depthTex,_ZBufferParams);
//获取水面模型顶点在观察空间下的Z值（可以在顶点着色器中，对其直接进行转化得到顶点观察空间下的坐标）
float4 depthWater = depthScene + i.positionVS.z;
//2、水的颜色，线性插值得到水 和 接触物体的水的 颜色的过度
half4 waterColor = lerp(_WaterColor1,_WaterColor2,depthWater);
//3、水面泡沫
//对泡沫纹理进行采样(这里使用顶点世界空间下的坐标进行纹理采样，防止水体缩放影响泡沫的平铺和重复方式)
half4 foamTex = SAMPLE_TEXTURE2D(_FoamTex,sampler_FoamTex,i.uv.zw);
foamTex = pow(foamTex,_FoamNoise);
//这里增加一个调整深度图范围的功能
half4 foamRange = depthWater * _FoamRange;
//使用泡沫纹理 和 泡沫范围 比较得到泡沫遮罩
half4 foamMask = step(foamRange,foamTex);
//给泡沫加上颜色
half4 foamColor = foamMask * _FoamColor;
half4 col = foamColor + waterColor;
//4、水下的扭曲
half4 distortTex = SAMPLE_TEXTURE2D(_DistortTex,sampler_DistortTex,i.uv.xy);
float2 distortUV = lerp(screenUV,distortTex,_Distort);
half4 cameraOpaqueTex = SAMPLE_TEXTURE2D(_CameraOpaqueTexture,sampler_CameraOpaqueTexture,distortUV);
col *= cameraOpaqueTex;
//水的高光
//水的反射
//水的焦散
return col;
}
ENDHLSL
}
}
FallBack "Hidden/Shader Graph/FallbackError"
}