文章目录
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- [0. 效果预览](#0. 效果预览)
- [1. 原理简述](#1. 原理简述)
- [2. 功能点](#2. 功能点)
- [3. 完整 Shader（可直接用）](#3. 完整 Shader（可直接用）)
- [4. 使用方法](#4. 使用方法)
- [5. 参数说明](#5. 参数说明)
- [6. 变体与扩展](#6. 变体与扩展)
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- [6.1 双层扫描线（粗线 + 细线）](#6.1 双层扫描线（粗线 + 细线）)
- [6.2 顶点抖动（信号干扰感）](#6.2 顶点抖动（信号干扰感）)
- [6.3 主贴图叠加](#6.3 主贴图叠加)
- [7. 常见问题](#7. 常见问题)
- [8. 性能建议](#8. 性能建议)
0. 效果预览
全息扫描线是科幻游戏/UI 中的经典视觉效果：半透明的模型表面叠加水平滚动的扫描亮线，配合菲涅尔边缘光，营造出全息投影的未来感。常用于全息通讯、敌人扫描、科幻 UI 面板等场景。
1. 原理简述
全息扫描线的本质：用物体的世界空间 Y 坐标做周期性 sin/frac 运算，生成水平条纹，再让条纹随时间滚动。
关键伪代码：
hlsl
float worldY = positionWS.y;
// 用 frac 生成 0~1 重复的锯齿波，乘以密度控制条纹数量
float scanline = frac(worldY * _LinesDensity + _Time.y * _ScrollSpeed);
// step 把锯齿波二值化：低于阈值的部分变成亮线
scanline = step(scanline, _LinesWidth);整个效果由三层叠加：
- 半透明底色：全息主色调（青色/蓝色），整体半透明
- 扫描线：世界空间 Y 方向的水平条纹，随时间滚动
- 菲涅尔边缘光：边缘比中心更亮，增强立体感和全息感
2. 功能点
- 世界空间扫描线：基于世界 Y 坐标生成水平条纹，不受模型 UV 影响，多个模型的扫描线能自然对齐
- 滚动动画 ：扫描线随
_Time自动向上滚动，速度可控 - 条纹密度与宽度：独立控制扫描线的密度和每条线的粗细
- 菲涅尔边缘光：视角边缘更亮，模拟全息投影的发光边沿
- 半透明渲染 ：
Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha，可叠加在场景中 - 全息主色调：统一的 HDR 颜色控制整体色调
- 闪烁效果：可选的全局闪烁，模拟全息信号不稳定
3. 完整 Shader（可直接用）
hlsl
Shader "Custom/HologramScanline_URP"
{
Properties
{
// 全息主色调（建议 HDR，如青色 (0, 2, 3)，配合 Bloom 效果更好）
[HDR] _HoloColor ("Hologram Color", Color) = (0, 1.5, 2, 1)
// 整体透明度（0 = 完全透明，1 = 完全不透明）
_Alpha ("Alpha", Range(0, 1)) = 0.5
// ===== 扫描线参数 =====
// 扫描线密度（值越大条纹越密）
_LinesDensity ("Lines Density", Float) = 60.0
// 扫描线宽度（占一个周期的比例，越小线越细）
_LinesWidth ("Lines Width", Range(0.0, 1.0)) = 0.1
// 扫描线亮度增益
_LinesIntensity ("Lines Intensity", Range(0, 3)) = 1.0
// 扫描线滚动速度（正值向上，负值向下）
_ScrollSpeed ("Scroll Speed", Float) = 1.0
// ===== 菲涅尔参数 =====
// 菲涅尔强度（值越大，边缘光越集中在边沿）
_FresnelPower ("Fresnel Power", Range(0.1, 10)) = 2.0
// 菲涅尔亮度增益
_FresnelIntensity ("Fresnel Intensity", Range(0, 5)) = 1.5
// ===== 闪烁参数 =====
// 闪烁速度（0 = 不闪烁）
_FlickerSpeed ("Flicker Speed", Float) = 3.0
// 闪烁幅度（0~1，0 = 无闪烁，1 = 完全明灭）
_FlickerAmount ("Flicker Amount", Range(0, 1)) = 0.1
}
SubShader
{
Tags
{
"RenderPipeline" = "UniversalRenderPipeline"
"Queue" = "Transparent" // 半透明队列
"RenderType" = "Transparent"
}
Pass
{
Name "HologramPass"
Tags { "LightMode" = "UniversalForward" }
Cull Back // 只渲染正面（全息效果一般不需要背面）
ZWrite Off // 半透明物体关深度写入，避免遮挡问题
Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha // 标准 Alpha 混合
HLSLPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
// GPU Instancing 支持
#pragma multi_compile_instancing
#include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"
// =========================================================
// 材质属性（与 Properties 一一对应）
// =========================================================
float4 _HoloColor;
float _Alpha;
float _LinesDensity;
float _LinesWidth;
float _LinesIntensity;
float _ScrollSpeed;
float _FresnelPower;
float _FresnelIntensity;
float _FlickerSpeed;
float _FlickerAmount;
struct Attributes
{
float4 positionOS : POSITION; // 模型空间顶点位置
float3 normalOS : NORMAL; // 模型空间法线（菲涅尔需要）
UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID
};
struct Varyings
{
float4 positionHCS : SV_POSITION; // 裁剪空间位置
float3 positionWS : TEXCOORD0; // 世界空间位置（扫描线用）
float3 normalWS : TEXCOORD1; // 世界空间法线（菲涅尔用）
float3 viewDirWS : TEXCOORD2; // 世界空间视线方向（菲涅尔用）
UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID
UNITY_VERTEX_OUTPUT_STEREO
};
// =========================================================
// 顶点着色器：计算世界空间位置、法线、视线方向
// =========================================================
Varyings vert(Attributes v)
{
Varyings o;
UNITY_SETUP_INSTANCE_ID(v);
UNITY_TRANSFER_INSTANCE_ID(v, o);
UNITY_INITIALIZE_VERTEX_OUTPUT_STEREO(o);
// 变换到各个空间
o.positionHCS = TransformObjectToHClip(v.positionOS.xyz);
o.positionWS = TransformObjectToWorld(v.positionOS.xyz);
o.normalWS = TransformObjectToWorldNormal(v.normalOS);
// 视线方向 = 相机位置 - 顶点世界位置
o.viewDirWS = GetWorldSpaceNormalizeViewDir(o.positionWS);
return o;
}
// =========================================================
// 片元着色器：扫描线 + 菲涅尔 + 闪烁
// =========================================================
half4 frag(Varyings i) : SV_Target
{
UNITY_SETUP_INSTANCE_ID(i);
// ---------- 1) 扫描线 ----------
// 用世界 Y 坐标生成条纹，不依赖 UV，多物体能对齐
float scanY = i.positionWS.y * _LinesDensity + _Time.y * _ScrollSpeed;
// frac 取小数部分 → 0~1 锯齿波
float scanline = frac(scanY);
// step 二值化：小于 _LinesWidth 的部分 = 1（亮线），其余 = 0
scanline = step(scanline, _LinesWidth) * _LinesIntensity;
// ---------- 2) 菲涅尔边缘光 ----------
float3 N = normalize(i.normalWS);
float3 V = normalize(i.viewDirWS);
// 经典菲涅尔：1 - NdotV，边缘 NdotV 接近 0，所以 fresnel 接近 1
float NdotV = saturate(dot(N, V));
float fresnel = pow(1.0 - NdotV, _FresnelPower) * _FresnelIntensity;
// ---------- 3) 闪烁 ----------
// sin 产生 -1~1 波动，映射到 1-amount ~ 1 范围
float flicker = 1.0 - _FlickerAmount * 0.5 * (1.0 + sin(_Time.y * _FlickerSpeed));
// ---------- 4) 合成 ----------
// 基础颜色 = 全息色 × (扫描线亮度 + 菲涅尔亮度 + 基础底色)
half3 color = _HoloColor.rgb * (scanline + fresnel + 0.3);
// 闪烁影响整体亮度
color *= flicker;
// 透明度：边缘更亮也更不透明，中心更透
float alpha = _Alpha * (fresnel + scanline * 0.5 + 0.3);
alpha = saturate(alpha) * flicker;
return half4(color, alpha);
}
ENDHLSL
}
}
}4. 使用方法
- 在 Unity 项目的
Assets/Shaders/下新建文件HologramScanline_URP.shader，粘贴上方完整代码。 - 新建材质（Create → Material），Shader 选择
Custom/HologramScanline_URP。 - 将材质赋给场景中的模型（推荐用人形模型或几何体，效果更明显）。
- 在 Inspector 中调节参数：
Hologram Color：推荐青色系 HDR 值，如(0, 1.5, 2)或(0, 3, 4)Lines Density：60~150 之间尝试，值越大扫描线越密Lines Width：0.05~0.2，控制每条线的粗细Scroll Speed：1~3，控制滚动快慢
- 开启 URP 的 Bloom 后处理效果，全息的 HDR 颜色会产生辉光，效果大幅提升。
用脚本控制全息显隐（如扫描敌人时触发）：
csharp
using UnityEngine;
public class HologramToggle : MonoBehaviour
{
[SerializeField] private Material holoMaterial;
[SerializeField] private float fadeDuration = 0.5f;
private float _targetAlpha;
private float _currentAlpha;
// 外部调用：显示全息
public void ShowHologram()
{
_targetAlpha = 0.5f;
}
// 外部调用：隐藏全息
public void HideHologram()
{
_targetAlpha = 0f;
}
void Update()
{
_currentAlpha = Mathf.MoveTowards(_currentAlpha, _targetAlpha,
Time.deltaTime / fadeDuration);
holoMaterial.SetFloat("_Alpha", _currentAlpha);
}
}5. 参数说明
| 参数 | 类型 | 范围/默认值 | 说明 |
|---|---|---|---|
_HoloColor |
Color [HDR] | (0, 1.5, 2, 1) | 全息主色调，建议 HDR 值配合 Bloom |
_Alpha |
Range(0,1) | 0.5 | 整体透明度 |
_LinesDensity |
Float | 60.0 | 扫描线密度，值越大条纹越密 |
_LinesWidth |
Range(0,1) | 0.1 | 扫描线宽度，占一个周期的比例 |
_LinesIntensity |
Range(0,3) | 1.0 | 扫描线亮度增益 |
_ScrollSpeed |
Float | 1.0 | 滚动速度，正值向上，负值向下 |
_FresnelPower |
Range(0.1,10) | 2.0 | 菲涅尔指数，越大边缘光越窄 |
_FresnelIntensity |
Range(0,5) | 1.5 | 菲涅尔亮度增益 |
_FlickerSpeed |
Float | 3.0 | 闪烁频率，0 = 不闪烁 |
_FlickerAmount |
Range(0,1) | 0.1 | 闪烁幅度，越大明灭越剧烈 |
6. 变体与扩展
6.1 双层扫描线（粗线 + 细线）
真实全息投影通常有多层条纹叠加，加一组低密度粗线增强层次感：
hlsl
// 在 frag 中，原有 scanline 之后追加：
float scanCoarse = frac(i.positionWS.y * _LinesDensity * 0.15 + _Time.y * _ScrollSpeed * 0.5);
scanCoarse = step(scanCoarse, 0.03) * 2.0; // 粗线更亮、更稀疏
scanline += scanCoarse;6.2 顶点抖动（信号干扰感）
给顶点加一点水平方向的随机偏移，模拟全息信号不稳定：
hlsl
// 在 vert 中，TransformObjectToHClip 之前：
float glitch = step(0.95, frac(sin(v.positionOS.y * 50.0 + _Time.y * 20.0) * 43758.5453));
v.positionOS.x += glitch * 0.02; // 偶尔水平偏移一小段6.3 主贴图叠加
如果需要全息投影上显示纹理细节（如角色衣服花纹），可以加一张贴图：
hlsl
// Properties 中增加：
_BaseMap ("Base Map", 2D) = "white" {}
// 声明贴图和采样器：
TEXTURE2D(_BaseMap); SAMPLER(sampler_BaseMap);
float4 _BaseMap_ST;
// Attributes 中增加 UV：
float2 uv : TEXCOORD0;
// Varyings 中增加 UV：
float2 uv : TEXCOORD3;
// vert 中：
o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _BaseMap);
// frag 合成时叠加贴图灰度：
float texDetail = SAMPLE_TEXTURE2D(_BaseMap, sampler_BaseMap, i.uv).r;
color *= (0.5 + texDetail * 0.5); // 让贴图明暗影响全息亮度7. 常见问题
Q: 扫描线在模型上是斜的或者弯曲的？
A: 扫描线基于世界空间 Y 坐标，所以它始终是水平的。如果看起来不水平，检查模型是否旋转了。如果需要扫描线跟随模型旋转，改用模型空间坐标 v.positionOS.y（在 vert 中传给 Varyings）。
Q: 开了 Bloom 但全息没有辉光效果？
A: 检查两点：① _HoloColor 的 RGB 分量需要大于 1（HDR 值），比如 (0, 3, 4) 而不是 (0, 0.5, 0.8)。② URP Asset 中确认勾选了 HDR，并且 Post-processing 的 Bloom 已添加到 Volume 中。
Q: 模型完全看不见 / 完全透明？
A: 检查 _Alpha 是否太小。另外确认 URP Renderer 的 Transparent 排序没有问题------在 Universal Renderer Data 中确保 Transparent Layer Mask 包含了物体所在 Layer。
Q: 扫描线滚动有卡顿/跳帧感？
A: _ScrollSpeed 过大时，条纹移动过快会产生视觉频闪（类似车轮倒转错觉）。降低速度或增加 _LinesDensity 可以缓解。
Q: 想让全息效果只出现在模型的一部分（比如上半身）？
A: 在 frag 中加一个高度裁剪：clip(i.positionWS.y - _CutoffY);，用 _CutoffY 控制从哪个高度开始显示。也可以用一张 Mask 贴图控制更精细的区域。
8. 性能建议
- 简单数学 ：整个效果只用了
frac、step、pow、sin，没有纹理采样（除非加变体），片元开销极低。 - 关闭深度写入 ：
ZWrite Off是半透明必须的，但也意味着全息物体不会遮挡后面的物体。如果场景中有大量全息物体互相重叠，注意 Overdraw。 - 远距离简化 ：远处全息扫描线太密会变成噪点，可以用脚本根据距离降低
_LinesDensity，或者直接隐藏全息层换成简单的半透明色。 - Bloom 开销 ：Bloom 后处理是全息效果的重要组成部分，但它是全屏后处理。如果只有少量全息物体，Bloom 的性价比不高------可以考虑在 Shader 中用
smoothstep模拟柔和发光，省掉 Bloom 的全屏 Pass。 - Instancing ：多个全息物体使用同一材质时，GPU Instancing 可以合批渲染。确保材质属性用
MaterialPropertyBlock设置而非直接修改material，否则会打断合批。