Unity中的计算机图形学（2）

        其实上一篇文章，我是按照Shader1.0版本来基本流程和操作来讲解的，大概内容就是以Shader1.0的基础上，也就是fixed shader的基础上进行的渲染流程分析。接下里的部分我们开始shader2.0的讲解，固定管线渲染肯定是被淘汰掉了。而且Vertex and Fragment Shader更加常见一点。

        Shader1.0和Shader2.0的区别：shader1.0称为固定管线渲染，顾名思义，就是固定这两个字，比如材质球中的灯光只能简单的乘法，而不能改变计算公式，但是Shder2.0就可以，也就是说Shder2.0可以实现个性化编辑，实现特定的计算顶点、像素灯光等计算方法。只是Shader1.0和Shader2.0都是遵循渲染管线的流程，这是计算机的工作流程，是不改变的方式。当然，两种shader的脚本格式和书写方式肯定是有区别，这里对于格式不在累述。后面一些代码案例当中会有体现。

      还是在unity中Create一个顶点和片面着色器，进行一些代码备注

     

     

   Shader2.0顶点着色器：

   1、计算顶点的位置变换     2、计算顶点的颜色

    规律：3D变换首先都是将物体坐标系变换到世界坐标系

    位置变换Unity3d里面  矩阵是左乘：

    1、将物体坐标系 变换到世界坐标系     P（世界）= M（物体到世界的）*P（物体）

     2、将世界坐标变换到相机坐标         P（相机）= M（世界到相机的）*P（世界）

     M  ------  物体坐标系变换到世界坐标系

     V  ------  世界坐标变换到相机坐标

     P ----- 将3D坐标系转换到屏幕2D坐标系（屏幕显示）

 

 案例分析：

        顶点坐标的偏移   y = Asin（wx+z）

        z：决定波形与X轴位置关系或横向移动距离（左加右减）

        w：决定周期（最小正周期 T = 2pi/|w|）

        A:   决定峰值（即纵向拉伸压缩的倍数）

顶点坐标变换

 

 

 

Shader2.0片段着色器：

1、纹理寻址  2、灯光作用

 纹理寻址就涉及到UV：根据笛卡尔坐标系，UV的取值是（0，1）

如果图片的Wrap mode模式设置成Repeat模式，且有一下代码

出现效果

出现图片滚动的效果

注意Wrap Mode中Repeat和Clamp的区别

Clamp;表示UV坐标超过1，永远取1这个值，UV坐标小于0，永远取0这个值

Repeat：表示UV坐标超过1，折重新开始从0开始取值，反复进行这样的操作。

 

风车旋转案例：纹理旋转（其实就是UV旋转）

旋转策略：采用矩阵的方式

具体步骤：1、在做任何矩阵旋转的时候，需要把物体的中心设置到原点处

                 2、实现旋转

                 3、把物体平移到原来的位置

具体代码如下：

实现效果：（应该上gif图的，但是没有，抱歉）

以上就是Vertex and Fragment Shader的基础，进行了一些简单案例的讲解。可能后续会补两个案例。

 

描边效果的实现OutLine

实现这个有两种方式：第一种方式就是两个pass通道大的是轮廓，直接返回一个颜色。第二种方式是直接找到边缘。我们通过法线的计算，物体越是边缘，法线和视线的夹角越大。

具体实现步骤：渲染一个物体

1，找到边缘   2、给边缘着色   3、非边缘地带正常采样

我们用第一种方式进行实现：

以上是求取边缘的，第二个pass通道我们进行正常计算，但是

ZTest Always检测通道要打开。

效果如下：

Cube在贴取纹理的情况下，外边框显示红色。

其实这样表现效果还是挺费的。