Unity护盾效果笔记

动态颜色

消融效果

关闭/开启模糊

这个效果的制作主要学习了UVMapping的活用。
这个护盾的效果可以主要分为以下几个模块：首先在Maya中生成一个柏拉图多面体，然后在y=0处用多切割把下半球分离出来并舍弃掉，得到使用的模型。使用的材质Shader队列需要设置为Transparent，并且分两个Pass（一个Cull Front一个Cull Back），用以正确显示护盾后和护盾中的物体。两个Pass都用的同一段代码，并且模糊效果是直接写在Shader里对GrabPass得到的_GrabTexture处理的，因此在护盾内外都可以得到正确的效果。另外，每个面上的点的法线是未经过插值的面法线，用之前学习过的ddx和ddy对世界空间的坐标求偏导叉乘得到法线即可。

然后就是接下来详细分析的动态色彩/消融/UV扭曲/面描边/辉光效果。

动态色彩/UV扭曲

我希望的效果是每个面都有互不相同、能够变化的颜色，但是我尝试采用shader内实时计算不仅效果不好，而且未免太大材小用。后来我采用了这种办法：首先在Maya中将每个面的UV打散，并且放在UV空间的随机位置，赋予随机方向。

随机放置的UV

接下来在shader内使用这个UV加上随时间变化的量，对如下的图（Photoshop中中心点一个点然后高斯模糊）进行采样。

然后，得到的采样值再去采样或者计算用户自定义的Color Ramp即可。由于不同面之间的UV是全部分散毫无关联的，因此就可以得到每个面互不相同颜色的效果。

我还增加了一个菲涅尔效果，面法线和视角接近垂直的面采用另一套Color Ramp。

对于表面类似折射扭曲的效果，同样采用这一套UV加随时间变化的量对法线贴图采样，使用法线的xy对grabPos扭曲即可。同样的，因为每个面UV壳方向也是随机的，因此我们能看到效果图中每个面“流动方向”不同的效果。

消融

这个也算是比较常用的效果，首先用户自定义一张消融数值图，然后采样这张图的数值，如果这个值达不到shader预先规定的阈值就舍弃这个片元（或直接返回当前点采样的_GrabTexture）。

消融数值贴图

这里我输入的是一个柏林噪声图。但是，我们需要让面与面之间的消融的“洞”或者剩下的“岛”具有连续性，这时我们就不能采用上述的打散的UV了，而是使用直接对未剪开边的网格unfold后的UV生成另一套UV集。

具有面连续性的UV

最后，我们还可以增加一个边缘尺寸的量输入shader，消融数值接近阈值的部分我们增加一个发光的效果。

另外，上面两个灰度图我们还可以放到同一张图的不同通道里。

面描边

重心坐标
这里涉及到一个三角形重心坐标系的概念，若重心坐标的某一个值接近0，说明这个值越靠近三角形边缘。我们知道在fragment shader中是经过插值处理的，但是我们还是没有办法能够直接得到当前片元的重心坐标。

不过好在我们还可以让模型有更多的UV集，只要我们把网格的每个三角面的UV壳顶点放到UV空间的(0,0)(1,0)(1,1)处我们就能轻易在shader中计算得到重心坐标了。

于是我们在Maya的UV编辑器中直接对全部拆开的面使用单位化，最后得到想要的结果储存为第三套UV集。

单位化UV

在shader中，我们只需要使用如下方式就能得到重心坐标的最小分量：

float uvDist = min(min(i.uv3.y, 1 - i.uv3.x),(i.uv3.x - i.uv3.y)/1.414);

这个值小于预先设定的阈值的话，这个片元就是我们要描边的片元。

辉光

没有什么特别要说的，基本和之前写的物体辉光效果一样的方法，需要用到脚本处理，甚至没有用到第二个相机。需要说明的是，在护盾自身的shader中我将发光处的alpha设为了0，并且在后处理辉光时只提取了alpha通道分量做模糊处理。因此，若是相机中会出现其他半透明/透明的物体时，这个方法就不适用了，那就需要使用另一个相机和更多的脚本工作去得到正确的效果，如果要考虑到还有Alpha Blending的话，情况就更复杂了。

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