Unity shader学习 积雪效果shader

做一个物体被大雪覆盖的特效的shader
要求：物体是可以改变位置的（旋转），确保物体转动后还是大雪覆盖的效果。

思路：找出法向朝上的面片，将颜色变为白色，为了效果更加真实，呈现雪的蓬松的效果，将白色区域进行膨化。

需要定义变量：纹理贴图 法线贴图 雪的颜色（1，1，1）白色 雪的方向（0，1，0）沿y轴向上 学的厚度（可调节） 雪的覆盖范围（可调节）

//定点函数（Vertex）
			void vert(inout appdata_full v) {
		      float4 sn = mul(transpose(unity_ObjectToWorld),_SnowDirection);//转化成物理坐标
		      if (dot(v.normal, sn.xyz) >= _Snow) {
		      //if (dot(v.normal, sn.xyz) >= lerp(1, -1, (_Snow * 2) / 3)) {
			    v.vertex.xyz += (sn.xyz + v.normal) * _SnowDepth * abs(_Snow);
		      }
	        }

定点函数：

mul方法，转换坐标。transpose(unity_ObjectToWorld)，将物体坐标转化为世界坐标。

dot，向量叉乘。

思路：将物体的法线的方向与定义的雪的方向叉乘。由于向量叉乘中，两个垂直的向量，叉乘的0，向量方向越接近，越接近于1（方向向量）。得到的数值为从1~-1，随法线向量与y轴方向的夹角的增大而减小。

定义_Snow从-1~1，即，为1时，所有定点的叉乘结果均<=1，没有积雪，随_Snow的植减小积雪覆盖范围增大，直到-1，整个模型均被覆盖。

v.vertex.xyz += (sn.xyz + v.normal) * _SnowDepth * abs(_Snow);

随法线的方向，增大，增大幅度与定义的学的深度，雪的范围线性相关（由-1~1，所以取绝对值）。

 

//面元函数（Fragment）
			//面元函数的输出，一定是fixed4（定常浮点数）表示本物体在屏幕上的显示颜色
			void surf(Input IN, inout SurfaceOutputStandard o){
			  half4 c = tex2D(_MainTex,IN.uv_MainTex);
			  o.Normal = UnpackNormal(tex2D(_Bump,IN.uv_Bump));
			  //转化为世界坐标系，实现向上的面，有积雪效果
			  if (dot(WorldNormalVector(IN, o.Normal), _SnowDirection.xyz) >= _Snow) {
			  //if (dot(WorldNormalVector(IN, o.Normal), _SnowDirection.xyz) >= lerp(1, -1, _Snow)) {
			    o.Albedo = _SnowColor.rgb;
		      }
		      else {
			    o.Albedo = c.rgb * _MainColor;
		      }
		      //shader将向上的面处理为白色
										
		      //o.Albedo = 1;
			}

面元函数：

同样是采用向量叉乘的方式，与上面的思路相同。转化坐标系，求解叉乘，与_Snow值比较。

得到覆盖雪的定点，将其置为白色。

 

效果：

 

 

 

源码：

Shader "Custom/myShader10" //shader名称 摆放位置
{

	//在这里添加自定义的变量，即shader的外部输入变量
	Properties
	{
		//ProPerties中的变量都可以在脚本代码中动态访问及修改
		//_变量名（“Inspector中的提示名字”，类型） = “默认值”{}
		_MainColor("Main Color",Color) = (1.0,1.0,1.0,1.0)
		_MainTex("Base (RGB)",2D) = "White"{}
		_Bump("Bump",2D) = "bump"{}
		_Snow("Level of snow",Range(-1,1)) = 0
		_SnowColor("Color of snow",Color) = (1.0,1.0,1.0,1.0)
		_SnowDirection("Direction of snow",Vector) = (0,1,0)
		_SnowDepth("Depth of snow",Range(0,0.1)) = 0 

	}
	SubShader
	{
		Tags { "RenderType"="Opaque" }  //说明性标签
		LOD 200

			CGPROGRAM
			//#pragma surface surf Lambert vertex:vert
			#pragma surface surf Standard vertex:vert

			sampler2D _MainTex;
			sampler2D _Bump;
			float _Snow;
			float4 _SnowColor;
			float4 _MainColor;
			float4 _SnowDirection;
			float _SnowDepth;

			struct Input{
			  float2 uv_MainTex;
			  float2 uv_Bump;
			  float3 worldNormal;
			  INTERNAL_DATA
			};

		    //定点函数（Vertex）
			void vert(inout appdata_full v) {
		      float4 sn = mul(transpose(unity_ObjectToWorld),_SnowDirection);//转化成物理坐标
		      if (dot(v.normal, sn.xyz) >= _Snow) {
		      //if (dot(v.normal, sn.xyz) >= lerp(1, -1, (_Snow * 2) / 3)) {
			    v.vertex.xyz += (sn.xyz + v.normal) * _SnowDepth * abs(_Snow);
		      }
	        }

			//面元函数（Fragment）
			//面元函数的输出，一定是fixed4（定常浮点数）表示本物体在屏幕上的显示颜色
			void surf(Input IN, inout SurfaceOutputStandard o){
			  half4 c = tex2D(_MainTex,IN.uv_MainTex);
			  o.Normal = UnpackNormal(tex2D(_Bump,IN.uv_Bump));
			  //转化为世界坐标系，实现向上的面，有积雪效果
			  if (dot(WorldNormalVector(IN, o.Normal), _SnowDirection.xyz) >= _Snow) {
			  //if (dot(WorldNormalVector(IN, o.Normal), _SnowDirection.xyz) >= lerp(1, -1, _Snow)) {
			    o.Albedo = _SnowColor.rgb;
		      }
		      else {
			    o.Albedo = c.rgb * _MainColor;
		      }
		      //shader将向上的面处理为白色
										
		      //o.Albedo = 1;
			}
			ENDCG
	}
}