崩坏学园3里离摄像机近距离的头发透明效果在unity里的实现方法

最近国内崩坏3开始公测了，在看到宣传视频的时候我就对这个游戏画面很有兴趣了。然后第一时间就下来玩了。本人渣手机最低特效帧数都不稳定，好在今天更新了新版本，模拟器能正常运行了。立马就开了个模拟器最高画质来玩，效果棒棒的。网上搜了下，这个团队说是用了罪恶装备xrd的2d渲染技术，怪不得我当时看画面的时候立马就想到了罪恶装备xrd。而且这技术用得也非常到位，不管是动态的角色头发的卡通高光，还是那种动画里特有的自身阴影效果都非常到位。而现在不管是中国还是日本，大部分2d卡通渲染风格的游戏里，角色都是靠死的贴图来表现高光和阴影的。不然就是高光和阴影没有那种卡通风格的感觉。 崩坏3的这种动态效果一下就让整个角色的效果上了几个档次。

    这里我注意到了在选择角色武器的时候，由于长发角色容易把武器遮住，制作组特别给头发做了半透明效果，这点细节好评。这里我就用unity自己实现了一下这个效果。先做个笔记吧。

效果如图

   原理是在shader里比较摄像机距离和当前像素的距离，当这个距离小于某个值以后，就把某个范围内的一段像素的透明度按照一个线性的方式赋值。

这里画一个图比较好理解。

y轴代表透明度，x轴代表顶点离摄像机的距离。透明度程线性递增，透明度是1的时候则完全不透明，为0的时候则完全透明。我们高中学过直线方程为 y = a*x + b。

然后我们在模型顶点和摄像机距离小于 start的时候开始绘制线性递增的透明效果，距离大于end以外的像素透明度则都为大于等于1。

那么现在就变成了，已知直线方程为y = a*x + b，当x = start的时候 y=0，当x = end的时候，y = 1，求a b的值。

于是就有了一个方程组 

a * start + b = 1；

a * end + b = 0；

的方程组了。

解这个方程组得出 a = 1/(start - end);  b = -end/(start - end)

于是这个方程就变成了 y = x / (start - end) - end / (start - end) 了。

好了，解到这里我们已经知道了像素透明度和摄像机距离的关系了。接下来我们只要把这个公式写在shader里就可以了。

 Shader "Unlit/CutPixelByDistance"
 {
     Properties
     {
         _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
     }
     SubShader
     {
         Tags { "RenderType"="Opaque" "Queue" = "Transparent" }
         LOD 100
         Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha
         Pass
         {
             CGPROGRAM
             #pragma vertex vert
             #pragma fragment frag
             // make fog work
             #pragma multi_compile_fog

             #include "UnityCG.cginc"

             struct appdata
             {
                 float4 vertex : POSITION;
                 float2 uv : TEXCOORD0;
             };

             struct v2f
             {
                 float2 uv : TEXCOORD0;
                 UNITY_FOG_COORDS(1)
                 float4 vertex : SV_POSITION;
                 float lengthInCamera : TEXCOORD1;
             };

             sampler2D _MainTex;
             float4 _MainTex_ST;

             v2f vert (appdata v)
             {
                 v2f o;
                 o.vertex = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
                 o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                 //计算顶点和camera之间的距离
                 o.lengthInCamera = length(_WorldSpaceCameraPos - v.vertex.xyz);
                 return o;
             }

             fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
             {
                 // sample the texture
                 fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
                 col.a = 1;

                 float Start = 3;//设定开始值
                 float End = 2.5;//设定结束值
                 //如果像素和camera直接的距离小于Start则给alpha赋值
                 if (i.lengthInCamera < Start)
                 {
                     col.a =i.lengthInCamera /(Start - End) - End /(Start - End) ;
                 }
                 return col;
             }
             ENDCG
         }
     }
 }

在vert顶点函数里求出顶点和摄像机之间的距离以便在片段函数里调用。  然后片段函数frag里 当顶点和摄像机距离小于 start的时候就开始给alpha赋值， col.a就是公式里的y了，i.lengthInCamera就是公式里的x了，这样得出来的shader效果如下图。 这里我把 start和end写死了，如果把这两个值作为一个range放到shader的顶端，就可以在unity的shader面板上随意调整了。这个效果是不是很人性化呢。实现这个效果需要开启透明混合，需要多消耗一些性能了，不知道有没有其他更好的方法实现这种效果呢。

感谢群里的 LJL&PRC 大大的帮助