Unity3D URP 自定义范围的特效热扭曲详解

前言

Unity3D URP（Universal Render Pipeline）是Unity官方推出的一款渲染管线，可以实现高效、高质量的图形渲染。在URP中，我们可以通过自定义特效来增强游戏的视觉效果。本文将详细解释如何使用URP实现一个自定义范围的特效热扭曲。

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特效热扭曲是一种常见的游戏特效，它可以给游戏场景增加一种扭曲的视觉效果，使得游戏更加动态和有趣。在本文中，我们将通过URP的脚本化渲染管线功能来实现一个自定义范围的特效热扭曲。

首先，我们需要创建一个新的URP项目。在Unity编辑器中，选择“File -> New Project”，然后选择“Universal Render Pipeline”模板创建一个新的项目。接下来，我们需要在项目中导入一些必要的资源。

在项目中创建一个新的文件夹，命名为“Shaders”。在“Shaders”文件夹中创建一个新的着色器文件，命名为“Distortion.shader”。在该着色器文件中，我们将定义我们的热扭曲特效。

在“Distortion.shader”中，我们首先需要定义一个包含顶点和片段着色器的SubShader。顶点着色器负责将顶点坐标从对象空间转换到剪裁空间，片段着色器负责计算每个像素的颜色。

Shader "Custom/Distortion"
{
    SubShader
    {
        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            // 定义顶点输入结构体
            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            // 定义顶点输出结构体
            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 vertex : SV_POSITION;
            };

            // 顶点着色器
            v2f vert(appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = v.uv;
                return o;
            }

            // 片段着色器
            fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
            {
                // 在这里实现热扭曲效果
                // ...

                return fixed4(0, 0, 0, 0);
            }
            ENDCG
        }
    }
}

在顶点着色器中，我们将顶点坐标从对象空间转换到剪裁空间，这样我们就可以在片段着色器中使用这些坐标来计算每个像素的颜色。在片段着色器中，我们可以实现我们的热扭曲效果。

接下来，我们需要在URP的渲染管线中使用我们的自定义着色器。在Unity编辑器中，选择“Window -> Rendering -> PipelineAsset”打开渲染管线资源。然后，将我们的自定义着色器添加到渲染管线资源的Shader列表中。

在渲染管线资源的Asset中，选择“Renderer Features”选项卡。在这里，我们可以添加我们的自定义特效。

点击“Add Renderer Feature”按钮，在弹出的对话框中选择“Custom Renderer Feature”。然后，将我们的自定义特效脚本添加到渲染管线中。

在自定义特效脚本中，我们将实现我们的热扭曲效果。我们需要在OnRenderObject函数中获取相机的剪裁空间坐标，并将其传递给我们的自定义着色器。

using UnityEngine;
using UnityEngine.Rendering;
using UnityEngine.Rendering.Universal;

public class DistortionEffect : ScriptableRendererFeature
{
    class DistortionPass : ScriptableRenderPass
    {
        public override void Execute(ScriptableRenderContext context, ref RenderingData renderingData)
        {
            CommandBuffer cmd = CommandBufferPool.Get("Distortion");

            // 获取相机的剪裁空间坐标
            Matrix4x4 projectionMatrix = GL.GetGPUProjectionMatrix(renderingData.cameraData.camera.projectionMatrix, false);
            Matrix4x4 viewMatrix = renderingData.cameraData.camera.worldToCameraMatrix;
            Matrix4x4 viewProjectionMatrix = projectionMatrix * viewMatrix;

            // 设置全局矩阵参数
            cmd.SetGlobalMatrix("_ViewProjectionMatrix", viewProjectionMatrix);

            // 在这里实现热扭曲效果
            // ...

            context.ExecuteCommandBuffer(cmd);
            CommandBufferPool.Release(cmd);
        }
    }

    DistortionPass m_DistortionPass;

    public override void Create()
    {
        m_DistortionPass = new DistortionPass();
    }

    public override void AddRenderPasses(ScriptableRenderer renderer, ref RenderingData renderingData)
    {
        renderer.EnqueuePass(m_DistortionPass);
    }
}

在自定义特效脚本中，我们首先定义了一个渲染通道DistortionPass。在Execute函数中，我们获取相机的剪裁空间坐标，并将其设置为全局矩阵参数。然后，我们可以在这里实现我们的热扭曲效果。

最后，我们需要在URP的渲染管线资源中启用我们的自定义特效。在渲染管线资源的Asset中，选择“Renderer Features”选项卡。在这里，我们可以勾选我们的自定义特效脚本。

现在，我们已经完成了自定义范围的特效热扭曲的实现。我们可以在游戏中添加一个相机，并将渲染管线资源设置为URP。然后，我们可以在相机上添加一个我们的自定义特效脚本。

通过修改自定义着色器和自定义特效脚本中的代码，我们可以进一步定制我们的热扭曲效果。例如，我们可以在片段着色器中使用噪声函数来实现扭曲效果，或者在特效脚本中添加更多的参数来控制热扭曲的范围和强度。

总结：
本文详细介绍了如何使用Unity3D URP实现一个自定义范围的特效热扭曲。我们首先创建了一个自定义着色器来实现热扭曲效果，然后将其添加到URP的渲染管线资源中。接着，我们创建了一个自定义特效脚本来实现热扭曲效果，并将其添加到URP的渲染管线资源中。最后，我们在游戏中添加一个相机，并将渲染管线资源设置为URP，然后添加我们的自定义特效脚本。通过修改自定义着色器和自定义特效脚本中的代码，我们可以进一步定制我们的热扭曲效果。

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