Unity URP 溶解效果基于噪声纹理与 clip 函数实现物体渐隐渐显

一、效果总览

溶解效果（Dissolve Effect）是游戏开发中极为常见的视觉技巧------ 角色死亡时化为碎片消散、传送门边缘的灼烧侵蚀、魔法书扉页的火焰翻涌------ 它的核心原理只有三行字：对噪声纹理采样、与阈值比较、clip 掉不该显示的像素。

本文从原理到实现，完整拆解 Unity URP（Universal Render Pipeline）下的溶解 Shader， 涵盖 HLSL 手写代码 与 Shader Graph 节点 两种路线， 并给出边缘发光（Emissive Border）的扩展写法。

二、核心原理

2.1 噪声纹理的作用

溶解效果的本质是非均匀透明度遮罩 。 如果直接对 alpha 做线性插值，物体会均匀淡出，毫无质感。 噪声纹理（Noise Texture）为每个像素提供了一个 [0, 1] 范围内的随机灰度值， 使"哪些像素先消失"具有不规则的自然形态。

2.2 clip / discard 的工作机制

HLSL 的 clip(x) 函数在 x < 0 时丢弃当前片元（等价于 discard）：

// 当参数 < 0 时，当前像素被完全丢弃（不写入深度/颜色缓冲）
void clip(float x);
// 溶解核心语句：noiseValue - threshold < 0 → 被溶解掉
clip(noiseValue - _Threshold);

当 _Threshold 从 0 向 1 增大时， 越来越多的像素满足 noiseValue - _Threshold < 0，被丢弃，物体"溶解消失"； 反向减小则物体"凝聚出现"。

💡 渐隐 vs 渐显： 渐隐时 _Threshold 从 0 → 1； 渐显时从 1 → 0。两者复用同一 Shader，只需在 C# 中控制方向即可。

三、URP HLSL Shader 完整实现

3.1 项目准备

• Unity 6 / 2022 LTS + URP 14+
• 准备一张 灰度噪声纹理（推荐 Perlin / Simplex，分辨率 256×256 即可）
• 新建 Dissolve.shader，置于 Assets/Shaders/

3.2 完整 Shader 代码

Shader "Custom/URP/Dissolve"
{
    Properties
    {
        _MainTex      ("Albedo",         2D)           = "white" {}
        _NoiseTex     ("Noise Texture", 2D)           = "white" {}
        _Threshold    ("Dissolve Threshold", Range(0,1)) = 0
        _EdgeWidth    ("Edge Width",   Range(0,0.2))= 0.05
        _EdgeColor    ("Edge Color",   Color)        = (1,0.48,0.1,1)
        _EdgeIntensity("Edge Intensity",Float)       = 3.0
    }
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="TransparentCutout" "RenderPipeline"="UniversalPipeline"
               "Queue"="AlphaTest" }
        LOD 300
        Pass
        {
            Name "ForwardLit"
            Tags { "LightMode" = "UniversalForward" }
            // 双面渲染，避免溶解边缘穿帮
            Cull Off
            HLSLPROGRAM
            #pragma vertex   DissolveVert
            #pragma fragment DissolveFrag
            #pragma multi_compile_fog
            #pragma multi_compile_instancing
            #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"
            #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Lighting.hlsl"
            // ── 属性声明 ────────────────────────────
            TEXTURE2D(_MainTex);  SAMPLER(sampler_MainTex);
            TEXTURE2D(_NoiseTex); SAMPLER(sampler_NoiseTex);
            CBUFFER_START(UnityPerMaterial)
                float4 _MainTex_ST;
                float4 _NoiseTex_ST;
                float  _Threshold;
                float  _EdgeWidth;
                float4 _EdgeColor;
                float  _EdgeIntensity;
            CBUFFER_END
            // ── 顶点输入 / 输出 ─────────────────────
            struct Attributes {
                float4 positionOS : POSITION;
                float3 normalOS   : NORMAL;
                float2 uv         : TEXCOORD0;
                UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID
            };
            struct Varyings {
                float4 positionHCS : SV_POSITION;
                float2 uvMain      : TEXCOORD0;
                float2 uvNoise     : TEXCOORD1;
                float3 normalWS    : TEXCOORD2;
                UNITY_VERTEX_OUTPUT_STEREO
            };
            // ── 顶点着色器 ──────────────────────────
            Varyings DissolveVert(Attributes input)
            {
                Varyings output;
                UNITY_SETUP_INSTANCE_ID(input);
                UNITY_INITIALIZE_VERTEX_OUTPUT_STEREO(output);
                output.positionHCS = TransformObjectToHClip(input.positionOS.xyz);
                output.normalWS    = TransformObjectToWorldNormal(input.normalOS);
                output.uvMain  = TRANSFORM_TEX(input.uv, _MainTex);
                output.uvNoise = TRANSFORM_TEX(input.uv, _NoiseTex);
                return output;
            }
            // ── 片元着色器 ──────────────────────────
            half4 DissolveFrag(Varyings input) : SV_Target
            {
                // 1. 采样噪声纹理（只取 R 通道即可）
                half noiseVal = SAMPLE_TEXTURE2D(_NoiseTex, sampler_NoiseTex, input.uvNoise).r;
                // 2. 核心溶解 clip
                clip(noiseVal - _Threshold);
                // 3. 采样主贴图
                half4 albedo = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, input.uvMain);
                // 4. 计算边缘发光
                //    noiseVal 处于 [_Threshold, _Threshold + _EdgeWidth] 视为边缘
                half edge = saturate(1.0 - (noiseVal - _Threshold) / _EdgeWidth);
                half3 emissive = _EdgeColor.rgb * edge * _EdgeIntensity;
                // 5. 简易 Lambert 光照（可替换为 URP PBR）
                Light mainLight = GetMainLight();
                half  NdotL     = saturate(dot(normalize(input.normalWS), mainLight.direction));
                half3 lighting  = albedo.rgb * mainLight.color * (NdotL * 0.8 + 0.2);
                return half4(lighting + emissive, 1.0);
            }
            ENDHLSL
        }
    }
}

🔍 关键行逐行解析：

• 第 83 行 ：SAMPLE_TEXTURE2D 采样噪声纹理的 R 通道，得到 [0,1] 的标量。
• 第 86 行 ：clip(noiseVal - _Threshold) 是溶解效果的全部核心，一行代码。
• 第 93 行 ：将 [_Threshold, _Threshold+_EdgeWidth] 这段区间映射到 [1,0]，计算边缘强度。
• 第 94 行 ：边缘强度乘以 _EdgeIntensity（>1），产生 HDR 溢出感，配合 Bloom 后处理效果更佳。

四、边缘发光原理图

五、C# 控制脚本

在 Inspector 拖动或通过脚本动态修改 _Threshold 即可驱动溶解动画：

using UnityEngine;
using System.Collections;
public class DissolveController : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private float  _duration  = 2f;   // 溶解总时长（秒）
    [SerializeField] private bool   _autoPlay  = false;
    private Material  _mat;
    private static readonly int ThresholdID = Shader.PropertyToID("_Threshold");
    void Awake()
    {
        // 获取材质副本，避免污染共享材质
        _mat = GetComponent<Renderer>().material;
    }
    void Start()
    {
        if (_autoPlay) StartCoroutine(DissolveOut());
    }
    /// <summary>渐隐：threshold 从 0 → 1</summary>
    public IEnumerator DissolveOut()
    {
        yield return AnimateThreshold(0f, 1f);
        gameObject.SetActive(false); // 完全溶解后隐藏
    }
    /// <summary>渐显：threshold 从 1 → 0</summary>
    public IEnumerator DissolveIn()
    {
        gameObject.SetActive(true);
        yield return AnimateThreshold(1f, 0f);
    }
    private IEnumerator AnimateThreshold(float from, float to)
    {
        float t = 0f;
        while (t < _duration)
        {
            t += Time.deltaTime;
            // smoothstep 缓出，视觉上更自然
            float progress = Mathf.SmoothStep(0f, 1f, t / _duration);
            _mat.SetFloat(ThresholdID, Mathf.Lerp(from, to, progress));
            yield return null;
        }
        _mat.SetFloat(ThresholdID, to);
    }
}

⚠️ 注意： 务必使用 renderer.material（而非 sharedMaterial） 获取独立副本，否则修改会影响场景中所有使用该材质的物体。 若需批量溶解同材质物体，应改用 MaterialPropertyBlock。

六、Shader Graph 节点等效实现

如果你偏好可视化编辑，下图展示了与上述 HLSL 等价的 Shader Graph 节点连接方式：

🔗 Shader Graph 中没有内置 Clip 节点，需使用 Alpha Clip Threshold （在 Fragment 节点 Alpha 接口配合 Alpha Clip 开关）， 或手动连接 Step + Multiply 节点模拟丢弃效果。 手写 HLSL 更直接灵活，推荐在复杂场景下使用。

七、材质参数速查

参数	类型	范围	说明
_MainTex	Texture2D	---	物体主贴图（Albedo）
_NoiseTex	Texture2D	---	灰度噪声纹理，驱动溶解形状
_Threshold	Float	[0, 1]	溶解阈值：0 = 完整，1 = 完全溶解
_EdgeWidth	Float	[0, 0.2]	边缘发光宽度（噪声空间，非世界空间）
_EdgeColor	Color (HDR)	---	边缘发光颜色，建议 HDR 开启以配合 Bloom
_EdgeIntensity	Float	[1, 10]	边缘强度倍数，>1 产生 HDR 溢出，触发 Bloom

八、进阶拓展思路

8.1 方向性溶解

将溶解从"随机"改为"有方向"：用顶点的世界空间 Y 坐标与噪声混合， 可以实现"从脚底向上燃烧"的溶解效果。

// 将世界空间高度归一化后混合进噪声值
float heightFactor = (_WorldSpaceCameraPos.y - input.positionWS.y) * _HeightScale;
half  dissolveVal  = noiseVal + saturate(heightFactor);
clip(dissolveVal - _Threshold);

8.2 世界空间噪声（消除 UV 拉伸）

对于没有 UV 展开或 UV 拉伸严重的模型，用世界空间 XZ 坐标作为噪声采样 UV， 溶解形状在模型表面分布更均匀。

// 顶点着色器中传出世界坐标
output.positionWS = TransformObjectToWorld(input.positionOS.xyz);
// 片元着色器：用世界 XZ 作为噪声 UV
float2 worldUV   = input.positionWS.xz * _NoiseScale;
half   noiseVal  = SAMPLE_TEXTURE2D(_NoiseTex, sampler_NoiseTex, worldUV).r;

8.3 配合 MaterialPropertyBlock 批量控制

场景中同一材质的多个物体需要不同溶解进度 （如死亡的每个敌人各自独立消散）时， 使用 MaterialPropertyBlock 避免实例化多份材质：

private MaterialPropertyBlock _mpb;
private Renderer _renderer;
void Awake()
{
    _renderer = GetComponent<Renderer>();
    _mpb = new MaterialPropertyBlock();
}
void SetThreshold(float t)
{
    _renderer.GetPropertyBlock(_mpb);
    _mpb.SetFloat(ThresholdID, t);
    _renderer.SetPropertyBlock(_mpb);  // 不产生新的 draw call 合批
}

九、性能注意事项

• clip / discard 不等于免费：被 clip 的像素不写入颜色缓冲，但在 Tile-Based GPU（移动端）上仍会影响 Early-Z 优化，大量使用时需测量 overdraw。
• 关闭阴影接收的 clip 同步 ：ShadowCaster Pass 中也需要同样的 clip 逻辑，否则溶解物体仍然投射完整阴影。记得为 ShadowCaster Pass 添加相同的噪声采样和 clip。
• 噪声纹理压缩：使用 R8 或 BC4 压缩格式，节省显存带宽。灰度噪声不需要 RGB 通道。
• 动态批处理 ：使用 MaterialPropertyBlock 可保持动态批处理，使用 .material 实例化则会打破批次。

十、小结

溶解效果的实现思路极为简洁，但细节决定品质：

通过噪声纹理 提供天然的不规则性、 clip 函数 实现无中间灰度的硬截断、 边缘宽度 构造发光带、 C# 协程 驱动 _Threshold 随时间变化------ 四个模块各司其职，任何一个都可以单独替换和扩展， 比如把噪声换成 SDF 字体，就能得到文字侵蚀效果； 把方向性溶解与粒子系统结合，就是经典的死亡灰烬特效。

掌握这一套思路，你会发现 URP Shader 里的诸多"炫技"效果， 本质上都是噪声 × 阈值 × 片元丢弃的变体。