三平面映射的技术

大家好，我是阿赵。
  之前在做护盾的时候，使用过一种叫做三平面映射的技术，这里来详细的说一下。

一、效果说明

  在做场景的时候，很多美工都会遇到一个问题，想把一个通用的材质贴图赋予给一个经过拉伸的模型，比如山体之类，会发现贴图也被拉伸了。

  然后在模型的UV接缝上， 总是不可避免的出现了贴图不连续的情况。
  这些问题，如果是美工自己去解决，一般的方法是，重新展UV，让UV不要有拉伸，不要有接缝。
  不过实际上这两个问题，也可以用另外一种程序方式来解决，比如我接下来要用的三平面映射技术。

在模型和UV完全一样的情况下，可以达到这样的效果，完全看不出贴图的拉伸。

然后看UV的接缝，也不会出现不连续的情况。

二、实现原理

  顾名思义，三平面映射，就是在三个平面分别的采样，然后融合在一起。所以实际上这种技术并没有使用模型本身的UV，也就不存在UV接缝的问题了。
下面说一下实现的步骤：
1、用顶点世界坐标减去物体坐标。
2、从1的结果分别取xy、yz、xz作为UV，对贴图进行采样。
3、计算模型的世界法线坐标，取绝对值，再用一个power运算来控制过渡范围。
4、三次采样的结果分别按法线方向和法线分量相乘，再相加

如果用带数字的网格图来看，其实三平面映射是这样去采样贴图和融合的

如果不设置过渡范围，其实也比较明显的看得出贴图直接的混合痕迹。

设置一下过渡之后，基本上就看不出有什么破绽了。

三、代码

Shader "azhao/Triplannar"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
		_falloff("FallOff",float) = 0
    }
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 100

        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            // make fog work
            #pragma multi_compile_fog

            #include "UnityCG.cginc"

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
				float3 normal : NORMAL;
            };

            struct v2f
            {
                float4 pos : SV_POSITION;
				float3 worldPos :TEXCOORD0;
				float3 worldNormal:TEXCOORD1;
            };

            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;
			float _falloff;
			inline float4 TriplanarSampling44(sampler2D topTexMap, float3 worldPos, float3 worldNormal, float falloff, float2 tiling)
			{
				float3 projNormal = (pow(abs(worldNormal), falloff));
				projNormal /= (projNormal.x + projNormal.y + projNormal.z) + 0.00001;
				float3 nsign = sign(worldNormal);
				half4 xNorm; half4 yNorm; half4 zNorm;
				xNorm = tex2D(topTexMap, tiling * worldPos.zy * float2(nsign.x, 1.0));
				yNorm = tex2D(topTexMap, tiling * worldPos.xz * float2(nsign.y, 1.0));
				zNorm = tex2D(topTexMap, tiling * worldPos.xy * float2(-nsign.z, 1.0));
				return xNorm * projNormal.x + yNorm * projNormal.y + zNorm * projNormal.z;
			}
            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
				o.worldPos = mul(v.vertex, unity_ObjectToWorld);
				o.worldNormal = mul(unity_WorldToObject, v.normal);

                return o;
            }

            half4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                // sample the texture
				half4 col = TriplanarSampling44(_MainTex,i.worldPos,i.worldNormal,_falloff,_MainTex_ST.xy);

                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
}