【Unity3D】地面网格特效
1 前言
本文实现了地面网格特效，包含以下两种模式：
- 实时模式：网格线宽度和间距随相机的高度实时变化；
- 分段模式：将相机高度分段，网格线宽度和间距在每段中对应一个值。
本文完整资源见→Unity3D地面网格特效。
2 地面网格实现
SceneController.cs
using System;
using UnityEngine;
public class SceneController : MonoBehaviour {
private static SceneController instance; // 单例
private Action cameraChangedHandler; // 相机状态改变处理器
private Transform cam; // 相机
public static SceneController Instance() { // 获取实例
return instance;
}
public void AddHandler(Action handler) { // 添加处理器
cameraChangedHandler += handler;
}
private void Awake() {
instance = this;
cam = Camera.main.transform;
}
private void Update() { // 更新场景(Scroll: 缩放场景, Ctrl+Drag: 平移场景, Alt+Drag: 旋转场景)
float scroll = Input.GetAxis("Mouse ScrollWheel");
ScaleScene(scroll);
if ((Input.GetMouseButton(0))) {
if (Input.GetKey(KeyCode.LeftControl) || Input.GetKey(KeyCode.RightControl)) {
float hor = Input.GetAxis("Mouse X");
float ver = Input.GetAxis("Mouse Y");
MoveScene(hor, ver);
}
if (Input.GetKey(KeyCode.LeftAlt) || Input.GetKey(KeyCode.RightAlt)) {
float hor = Input.GetAxis("Mouse X");
float ver = Input.GetAxis("Mouse Y");
RotateScene(hor, ver);
}
}
}
private void ScaleScene(float scroll) { // 缩放场景
if (Mathf.Abs(scroll) > Mathf.Epsilon) {
cam.position += cam.forward * scroll * 50;
cameraChangedHandler?.Invoke();
}
}
private void MoveScene(float hor, float ver) { // 平移场景
if (Mathf.Abs(hor) > Mathf.Epsilon || Mathf.Abs(ver) > Mathf.Epsilon) {
cam.position -= (cam.right * hor * 3 + cam.up * ver * 3);
cameraChangedHandler?.Invoke();
}
}
private void RotateScene(float hor, float ver) { // 旋转场景
if (Mathf.Abs(hor) > Mathf.Epsilon || Mathf.Abs(ver) > Mathf.Epsilon) {
cam.RotateAround(Vector3.zero, Vector3.up, hor * 3);
cam.RotateAround(Vector3.zero, -cam.right, ver * 3);
cameraChangedHandler?.Invoke();
}
}
}说明：SceneController 脚本组件挂在相机对象上，这里旋转中心是固定的，如果想设置为随相机焦点自动变化，可以参考 缩放、平移、旋转场景。
GridPlane.cs
using UnityEngine;
public class GridPlane : MonoBehaviour {
public GridType gridType = GridType.REALTIME; // 网格类型
private const float lineGapFactor = 0.2f; // 线段间距因子(相机距离单位长度变化时线段间距的变化量)
private const float lineWidthFactor = 0.01f; // 线段宽度因子(相机距离单位长度变化时线段宽度的变化量)
private const int segmentFactor = 100; // 分段因子(每隔多远分一段)
private Transform cam; // 相机
private float camDist; // 相机距离
private float lineGap = 1; // 线段间距
private float lineWidth = 0.05f; // 线段宽度
private Vector4 planeCenter = Vector4.zero; // 地面中心
private Material material; // 网格材质
private void Start() {
SceneController.Instance().AddHandler(UpdateGrid);
cam = Camera.main.transform;
material = Resources.Load("GridPlaneMat");
material.SetVector("_PlaneCenter", planeCenter);
UpdateGrid();
}
private void UpdateGrid() { // 更新网格
camDist = Mathf.Abs(cam.position.y - planeCenter.y);
if (gridType == GridType.REALTIME) {
RealtimeUpdateGrid();
} else if (gridType == GridType.SEGMENTED) {
SegmentedUpdateGrid();
}
}
private void RealtimeUpdateGrid() { // 实时更新网格
lineGap = camDist * lineGapFactor;
lineWidth = camDist * lineWidthFactor;
UpdateMatProperties();
}
private void SegmentedUpdateGrid() { // 分段更新网格
int dist = (((int) camDist) / segmentFactor + 1) * segmentFactor;
lineGap = dist * lineGapFactor;
lineWidth = dist * lineWidthFactor;
UpdateMatProperties();
}
private void UpdateMatProperties() { // 更新材质属性
lineGap = Mathf.Max(lineGap, lineGapFactor);
lineWidth = Mathf.Max(lineWidth, lineWidthFactor);
material.SetFloat("_LineGap", lineGap);
material.SetFloat("_LineWidth", lineWidth);
}
}
public enum GridType { // 网格类型
REALTIME, // 实时模式(网格随相机高度实时变化)
SEGMENTED // 分段模式(网格随相机高度分段变化)
} 说明：GridPlane 脚本组件挂在地面对象上。
GridPlane.shader
Shader "MyShader/GridPlane" { // 路径上的节点移动特效
Properties {
_PlaneColor("Plane Color", Color) = (1, 1, 1, 1) // 地面颜色
_LineColor("Line Color", Color) = (1, 1, 1, 1) // 线条颜色
_LineGap("Line Gap", Int) = 1 // 线段间距
_LineWidth("Line Width", Range(0, 1)) = 0.1 // 线段宽度
_PlaneCenter("Plane Center", Vector) = (0, 0, 0, 0) // 地面中心
}
SubShader {
Pass {
cull off
CGPROGRAM
#include "UnityCG.cginc"
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
float4 _PlaneColor; // 地面颜色
float4 _LineColor; // 线条颜色
int _LineGap; // 线段间距
float _LineWidth; // 线段宽度
float4 _PlaneCenter; // 地面中心
struct v2f {
float4 pos : SV_POSITION; // 裁剪空间顶点坐标
float2 worldPos : TEXCOORD0; // 世界空间顶点坐标(只包含xz)
};
v2f vert(float4 vertex: POSITION) {
v2f o;
o.pos = UnityObjectToClipPos(vertex); // 模型空间顶点坐标变换到裁剪空间, 等价于: mul(UNITY_MATRIX_MVP, vertex)
o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, vertex).xz; // 将模型空间顶点坐标变换到世界空间
return o;
}
fixed4 frag(v2f i) : SV_Target {
float2 vec = abs(i.worldPos - _PlaneCenter.xz);
float2 mod = fmod(vec, _LineGap);
float2 xz = min(mod, _LineGap - mod);
float dist = min(xz.x, xz.y);
float factor = 1 - smoothstep(0, _LineWidth, dist);
fixed4 color = lerp(_PlaneColor, _LineColor, factor);
return fixed4(color.xyz, 1);
}
ENDCG
}
}
}说明：在 Assets 窗口新建 Resources 目录，接着在 Resources 目录下面创建材质，重命名为 GridPlaneMat，将 GridPlane.shader 与 GridPlaneMat 材质绑定。
3 运行效果
1）实时模式
2）分段模式