《Unity Shader》11.3.1 续 流动的水流的阴影

本书资源的Scene_11_3_3场景中,我们给出了计算顶点动画的阴影的一个例子。在这个例子中,我们使用了11.3.1节中的大部分代码,模拟一个波动的水流。同时,我们开启了场景中平行光的阴影效果,并添加了一个平面来接收来自"水流"的阴影。

将 Scene_11_3_1另存为 Scene_11_3_3

创建一个Plane,用于接受水流的"阴影"

打开 cast shadows 和 receive shadows

新建一个 Chapter11-VertexAnimationWithShadow.shader

https://github.com/candycat1992/Unity_Shaders_Book/blob/master/Assets/Shaders/Chapter11/Chapter11-VertexAnimationWIthShadow.shader

把 Chapter11-Water.shader 的主代码复制到 Chapter11-VertexAnimationWithShadow.shader 中,再添加 ShadowCaster 的 Pass。

cs 复制代码
Shader "Custom/Chapter11-VertexAnimationWithShadow"
{
    Properties {
        _MainTex ("Main Tex", 2D) = "white" {} //_MainTex是河流纹理
        _Color ("Color Tint", Color) = (1, 1, 1, 1)
        _Magnitude ("Distortion Magnitude", Float) = 1 //_Magnitude用于控制水流波动的幅度
        _Frequency ("Distortion Frequency", Float) = 1 //_Frequency用于控制波动频率
        _InvWaveLength ("Distortion Inverse Wave Length", Float) = 10 //_InvWaveLength用于控制波长的倒数(_InvWaveLength越大,波长越小)
        _Speed ("Speed", Float) = 0.5 //_Speed用于控制河流纹理的移动速度。
    }

    Subshader {
        // Need to disable batching because of the vertex animation
		Tags {"Queue"="Transparent" "IgnoreProjector"="True" "RenderType"="Transparent" "DisableBatching"="True"}
        //包含了模型空间的顶点动画的Shader,需要取消对该Shader的批处理操作
        Pass {
            Tags { "LightMode"="ForwardBase" }
            ZWrite Off
            Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha
            Cull Off //关闭了深度写入,开启并设置了混合模式,并关闭了剔除功能,渲染所有面(双面渲染)。这是为了让水流的每个面都能显示

            CGPROGRAM  
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            #include "UnityCG.cginc" 
            
            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;
            fixed4 _Color;
            float _Magnitude;
            float _Frequency;
            float _InvWaveLength;
            float _Speed;

            struct a2v {
                float4 vertex : POSITION;
                float4 texcoord : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f {
                float4 pos : SV_POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            v2f vert(a2v v) {
                v2f o;

                float4 offset; //计算顶点位移量
                offset.yzw = float3(0.0, 0.0, 0.0); //只希望对顶点的x方向进行位移,因此yzw的位移量被设置为0
                offset.x = sin(_Frequency * _Time.y + v.vertex.x * _InvWaveLength + v.vertex.y * _InvWaveLength + v.vertex.z * _InvWaveLength) * _Magnitude;
                //利用_Frequency属性和内置的_Time.y变量来控制正弦函数的频率
                //不同位置具有不同的位移,我们对上述结果加上了模型空间下的位置分量,乘以_InvWaveLength来控制波长
                //对结果值乘以_Magnitude属性来控制波动幅度,得到最终的位移。

                o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex + offset); //位移量添加到顶点位置上,再进行正常的顶点变换即可。

                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex);
                o.uv +=  float2(0.0, _Time.y * _Speed);  //纹理动画,即使用_Time.y和_Speed来控制在水平方向上的纹理动画

                return o;
            }

            fixed4 frag(v2f i) : SV_Target {
                fixed4 c = tex2D(_MainTex, i.uv);
                c.rgb *= _Color.rgb;
                return c;
            }
            ENDCG
        }

            // Pass to render object as a shadow caster
            Pass {
                Tags { "LightMode" = "ShadowCaster" }
                CGPROGRAM
                #pragma vertex vert
			    #pragma fragment frag

                #pragma multi_compile_shadowcaster
                #include "UnityCG.cginc"
                float _Magnitude;
                float _Frequency;
                float _InvWaveLength;
                float _Speed;

                struct v2f { 
                     V2F_SHADOW_CASTER;
                };

                v2f vert(appdata_base v) {
                    v2f o;
                    float4 offset;
                    offset.yzw = float3(0.0, 0.0, 0.0);
                    offset.x = sin(_Frequency * _Time.y + v.vertex.x * _InvWaveLength + v.vertex.y * _InvWaveLength + v.vertex.z * _InvWaveLength) * _Magnitude;
                    v.vertex = v.vertex + offset;

                    TRANSFER_SHADOW_CASTER_NORMALOFFSET(o)
                    return o;
                }

                fixed4 frag(v2f i) : SV_Target {
                    SHADOW_CASTER_FRAGMENT(i)
                }
                ENDCG
            }
    }
    FallBack "VertexLit"
}

创建 VertexAnimationWithShadow.mat,把 Chapter11-VertexAnimationWithShadow赋给 mat,main tex 用和 WaterMat.mat 一样的

调整面板

参数和 WaterMat.mat 一样

在光源的Light组件中开启阴影,选择软阴影

把 VertexAnimationWithShadow 赋给 water_full

打开 cast shadows 和 receive shadows

调整main camera 的视野大小和位置,可以看到阴影

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