Unity | Shader基础知识(第十四集：简单效果练习)

菌菌巧乐兹2024-06-18 23:55

目录

前言

一、效果预览

1.弧形边缘光

二、效果制作

[1. 制作弧形边缘光](#1. 制作弧形边缘光)

2.弧形边缘光进阶

3.弧形边缘光调节渐变范围

4.边缘光突变

5.同心圆

三、加入世界坐标做效果

1.绘制结界

2.斑马球

3.效果合并

四、作者的碎碎念

前言

有粉丝建议说，让我继续更新Shader，我可以出一些简单常用的效果，带着大家写一下，我觉得这是个好主意。

换句话说，带着大家看一下，学到的知识，应该怎么去应用。

我会把常见的调节的一些细致过程逐步写下来，如果遇见没讲过的知识点，就详细讲解一下。

一、效果预览

1.弧形边缘光

这个效果是，对于圆形或者圆弧形的物体，在边缘发光。（如图1所示）
图1 边缘光

二、效果制作

1. 制作弧形边缘光

我们先统一一下思路，发光用到的语义是自发光，之前有讲过，详情看链接。

Unity | Shader基础知识(第十二集：颜色混合)_shade 颜色混合接口-CSDN博客

边缘发光就是当我们的视线和法线的点乘的值在0附近，或0以下的时候，就发光，也是之前讲的，看链接。（如图2所示）Unity | Shader基础知识(第十三集：编写内置着色器阶段总结和表面着色器的补充介绍)_unity viewdir-CSDN博客
图2 viewDir

后面写代码，讲太多遍的就不重新注释了，只注释没讲过的。

cs 复制代码 
Shader "Custom/010"
{
     Properties
    {
    //设置自发光的颜色
    _Color("Color",Color)=(0,0.5,0.5,0)
    }

    SubShader
    {
    CGPROGRAM
    #pragma surface surf Lambert

    float4 _Color;

    struct Input
    {
        //直接获取viewDir
        float3 viewDir;
    };

    void surf(Input IN,inout SurfaceOutput o)
    {
        //点乘后，如果接近1，说明在视线正中，接近0则在视线边缘          
        half dotp =dot(IN.viewDir,o.Normal);

        //设置自发光，我们需要当正中时没有颜色，就是*0，在边缘有颜色，就是*1
        //和上面的数字刚好相反，所以我们用（1-dotp）来得到上面的效果
        o.Emission =_Color.rgb*(1-dotp);
    }
    ENDCG
    }
}

得到效果为（如图3所示）
图3 发光球

2.弧形边缘光进阶

大部分模型都是有自己贴图的，所以我们在发光的基础上，加上贴图。

cs 复制代码 
Shader "Custom/010"
{
     Properties
    {
    //放图片进入
    _MainTex("MainTex",2D)="white"{} 
    //设置自发光的颜色
    _Color("Color",Color)=(0,0.5,0.5,0)
    }

    SubShader
    {
    CGPROGRAM
    #pragma surface surf Lambert

    sampler2D _MainTex;
    float4 _Color;

    struct Input
    {
        float2 uv_MainTex;

        //直接获取viewDir
        float3 viewDir;
    };

    void surf(Input IN,inout SurfaceOutput o)
    {
        //这都是之前讲过的，不进行二次讲解了
        o.Albedo =tex2D(_MainTex,IN.uv_MainTex).rgb;

        //点乘后，如果接近1，说明在视线正中，接近0则在视线边缘          
        half dotp =dot(IN.viewDir,o.Normal);
        //设置自发光，我们需要当正中时没有颜色，就是*0，在边缘有颜色，就是*1
        //和上面的数字刚好相反，所以我们用（1-dotp）来得到上面的效果
        o.Emission =_Color.rgb*(1-dotp);
    }
    ENDCG
    }
}

得到的效果为（如图4所示）
图4 弧形边缘光进阶

3.弧形边缘光调节渐变范围

大部分时候，上面的发光范围都是有点大了，所以我们需要加个参数进行调节。

数学知识：

_Color.rgb*(1-dotp)中的(1-dotp)是一个线性变化的数据，变化是平均的，就像数数一样：0.1,0.2,0.3......

我们怎么才能让它的增长变快？前面一直比较小，越往后越大。

有一个非常简单的方法：平方

，，.......

如果你觉得平方变化不满意，可以是其他次方

所以我们增加一个参数，来改变光范围。

函数知识：

次方的公式是pow(底数,次方)

cs 复制代码 
Shader "Custom/010"
{
     Properties
    {
    _MainTex("MainTex",2D)="white"{} 
    _Color("Color",Color)=(0,0.5,0.5,0)
    //边缘光范围参数
    _Power("Power",Range(0.8,8)) = 3
    }

    SubShader
    {
    CGPROGRAM
    #pragma surface surf Lambert

    sampler2D _MainTex;
    float4 _Color;
    //接入参数
    float _Power;

    struct Input
    {
        float2 uv_MainTex;
        float3 viewDir;
    };

    void surf(Input IN,inout SurfaceOutput o)
    {
        o.Albedo =tex2D(_MainTex,IN.uv_MainTex).rgb;         
        half dotp =dot(IN.viewDir,o.Normal);

                             //重新设置范围变化曲线
        o.Emission =_Color.rgb*pow((1-dotp),_Power);
    }
    ENDCG
    }
}

效果（如图5所示）
图5 弧形边缘光调节渐变范围

4.边缘光突变

截止到上图，虽然我们把边缘光可以锁定在非常边缘，但它的过度还是一个渐变的，如果我希望它不要渐变，而是突然出现，怎么办？

答：做条件判断（但在此之前，为了后面计算方便，我们对数据做一个简单的处理）

我们知道前面的乘积最终结果是（-1,1），但实际我们应用时，小于-1的部分，我们完全不需要，因为都是看不见的部分和0的效果一样。

函数知识：

当数据小于0时，直接取0，当数据大于1时，直接取1，其他数据不变。

saturate（）

因为前面的代码没变，这里只复制修改过的代码块。（要么太长了）

cs 复制代码 
    void surf(Input IN,inout SurfaceOutput o)
    {
        o.Albedo =tex2D(_MainTex,IN.uv_MainTex).rgb; 
                    //把小于0的数据都删掉
        half dotp =saturate(dot(IN.viewDir,o.Normal));

        o.Emission =_Color.rgb*pow((1-dotp),_Power);
    }

为了方便计算，我们把（1-dotp）也合并到上面。

cs 复制代码 
    void surf(Input IN,inout SurfaceOutput o)
    {
        o.Albedo =tex2D(_MainTex,IN.uv_MainTex).rgb; 
                    //合并计算
        half dotp =1-saturate(dot(IN.viewDir,o.Normal));

        o.Emission =_Color.rgb*pow(dotp,_Power);
    }

我们可以进行突变判断，当dotp>0.8时，显示边缘光，反之不显示。

cs 复制代码 
    void surf(Input IN,inout SurfaceOutput o)
    {
        o.Albedo =tex2D(_MainTex,IN.uv_MainTex).rgb; 
                    //合并计算
        half dotp =1-saturate(dot(IN.viewDir,o.Normal));

        //渐变边缘光（暂时废弃）
        //o.Emission =_Color.rgb*pow(dotp,_Power);

        //突变边缘光       //如果大于0.8，就等于1，反之等于0
        o.Emission =_Color.rgb*dotp>0.8?1:0;
    }

效果（如图6所示）
图6 突变边缘光

如果你还是希望有一点渐变，不太明显，哈哈~可以自己尝试。

cs 复制代码 
        //有一点渐变
        o.Emission =_Color.rgb*dotp>0.8?dotp:0;
5.同心圆

同样继续利用这个规律，我们可以做出同心圆。打了注释的地方是有增加，其他地方不变。

cs 复制代码 
Shader "Custom/010"
{
     Properties
    {
    _MainTex("MainTex",2D)="white"{} 
    //外圈颜色
    _Color("Color",Color)=(0,0.5,0.5,0)
    //内圈颜色
    _Color2("Color2",Color)=(0,0.5,0.5,0)
    _Power("Power",Range(0.8,8)) = 3
    }

    SubShader
    {
    CGPROGRAM
    #pragma surface surf Lambert

    sampler2D _MainTex;
    //外圈声明
    float4 _Color;
    //内圈声明
    float4 _Color2;
    float _Power;

    struct Input
    {
        float2 uv_MainTex;
        float3 viewDir;
    };

    void surf(Input IN,inout SurfaceOutput o)
    {
        o.Albedo =tex2D(_MainTex,IN.uv_MainTex).rgb; 
        half dotp =1-saturate(dot(IN.viewDir,o.Normal));
        //同心圆
        o.Emission =dotp>0.5?_Color.rgb:_Color2.rgb;
    }
    ENDCG
    }
}

效果（如图7所示）
图7 同心圆

备注：多层同心圆

cs 复制代码 
//多层同心圆                                            //用了个绿色
o.Emission =dotp>0.8?_Color.rgb:dotp>0.5?_Color2.rgb:float4(0,1,0,0);

图8 多层同心圆

三、加入世界坐标做效果

1.绘制结界

动画片里经常有那种从地底下穿越上来，东西就变色了，这里也可以做这种效果，不过，我们需要先加入世界坐标。

其他的代码还是用之前的，改了改了哪里下面就替换哪部分！！！

cs 复制代码 
    struct Input
    {
        float2 uv_MainTex;
        float3 viewDir;
        //加入世界坐标
        float3 worldPos;
    };

当y>0时，变色~

cs 复制代码 
    void surf(Input IN,inout SurfaceOutput o)
    {
        o.Albedo =tex2D(_MainTex,IN.uv_MainTex).rgb; 
        half dotp =1-saturate(dot(IN.viewDir,o.Normal));

        //绘制结界
        o.Emission =IN.worldPos.y>0?_Color:float4(1,1,1,1);
    }

效果（如图9所示）
图9 结界球

2.斑马球

我们继续对世界坐标做文章，无论我们球的y坐标是多少，我们把奇数染成白的，偶数染成黑的。

数学知识：

整数位是偶数，除以2，结果的小数位在0~0.5之间

整数位是奇数，除以2，结果的小数位在0.5~1之间

备注：你们可以验证一下

3.2/2=1.6，因为3.2的整数位3是奇数，所以结果的小数位0.6，在0.5~1之间。

函数知识：

取小数的函数。

frac()

例：frac(16.89)=0.89

因为我们的球目前本来就不大，所以我们把y坐标都乘10，然后再计算。

cs 复制代码 
    void surf(Input IN,inout SurfaceOutput o)
    {
        half dotp =1-saturate(dot(IN.viewDir,o.Normal));

        //绘制斑马                                    //黑色        //白色
        o.Emission = frac(IN.worldPos.y*10/2)>0.5?float4(1,1,1,1):float4(0,0,0,0);
    }

效果（如图10所示）
图10 斑马球

3.效果合并

我们可以把之前的边缘光效果和贴图效果再打开。

cs 复制代码 
    void surf(Input IN,inout SurfaceOutput o)
    {
        //打开贴图
        o.Albedo =tex2D(_MainTex,IN.uv_MainTex).rgb; 
         
        half dotp =1-saturate(dot(IN.viewDir,o.Normal));
        //绘制斑马
        o.Emission = frac(IN.worldPos.y*10/2)>0.5?
                //颜色乘了边缘光那会的数值    
float4(1,1,1,1)*dotp:float4(0,0,0,0)*dotp;
    }

效果（如图11所示）
图11 效果合并

是不是有那味了~

四、作者的碎碎念

考虑到好多宝宝，学了功能也不知道怎么去用， 专门出了这个简单应用专题，供大家练习。

喜欢的话希望大家给我点赞，收藏加关注哦~ღ( ´･ᴗ･` )比心

相关推荐
异次元的归来3 小时前
Unity DOTS中的Entity
unity·游戏引擎
向宇it4 小时前
【unity小技巧】Unity 四叉树算法实现空间分割、物体存储并进行查询和碰撞检测
开发语言·算法·游戏·unity·游戏引擎
小春熙子4 小时前
Unity图形学之灯光的原理
unity·游戏引擎·技术美术
dangoxiba7 小时前
[Unity Demo]从零开始制作空洞骑士Hollow Knight第二十集：制作专门渲染HUD的相机HUD Camera和画布HUD Canvas
游戏·unity·c#·游戏引擎·playmaker
虾球xz19 小时前
游戏引擎学习第20天
前端·学习·游戏引擎
red_redemption1 天前
自由学习记录（23）
学习·unity·lua·ab包
/**书香门第*/1 天前
Cocos creator 3.8 支持的动画 7
学习·游戏·游戏引擎·游戏程序·cocos2d
向宇it2 天前
【unity小技巧】unity 什么是反射？反射的作用？反射的使用场景?反射的缺点?常用的反射操作？反射常见示例
开发语言·游戏·unity·c#·游戏引擎
Heaphaestus，RC2 天前
【Unity3D】获取 GameObject 的完整层级结构
unity·c#
芋芋qwq2 天前
Unity UI射线检测 道具拖拽
ui·unity·游戏引擎
热门推荐
01Docker 夺命连环 15 问02PyTorch机器学习实现液态神经网络03【HarmonyOS】HUAWEI DevEco Studio 下载地址汇总04ICLR24大模型提示(1/11) | BadChain：大型语言模型的后门思维链提示05Coze扣子平台完整体验和实践（附国内和国际版对比）06(欧拉)openEuler系统添加网卡文件配置流程、(欧拉)openEuler系统手动配置ipv6地址流程、(欧拉)openEuler系统网络管理说明07〔AI 绘画〕Stable Diffusion 之 解决绘制多人或面部很小的人物时面部崩坏问题 篇08玄机平台应急响应—webshell查杀09RAG 实践- Ollama+RagFlow 部署本地知识库10【音视频 | opus】opus编解码库(opus-1.4)详细介绍以及使用——附带解码示例代码