《Genesis-3D游戏引擎系列教程-高级篇》2：自定制水

注：本系列进阶教程仅针对引擎编辑器：v1.2.2及以下版本

自定制水

素材资源    工程文件

这是一个自定制水的实例，本实例通过定制shader和脚本，展现出一个自定义的水面，帮助用户熟悉在Genesis-3D中定制水效的流程，并且了解shader的编写与使用和在脚本中使用RenderTexture，设置shader参数等渲染相关的技巧。

1. 创建一个面片，把工程资源中提供的waterplane拖入场景：

2. 创建一个材质文件，将其命名为water：

3. 创建一个文本文件命名为FX_Water.shader

在shader里用户可以自定义水面效果，在本实例中实现的大致思路如下，以供参考，完整代码请参阅工程资源内的FX_Water.shader。

01	//在顶点渲染器中控制顶点的移动

02	float3 offsets = GerstnerOffset4(worldpos.xz, Steepness, Amplitude,Frequency, Speed,    DirectionAB, DirectionCD);

03	float3 nrml = GerstnerNormal4(worldpos.xz + offsets.xz, Amplitude,Frequency, Speed, DirectionAB, DirectionCD);

04

05

//计算UV

06	float4 projTex = p.input_ClipSpacePos;

07	projTex.xy /= projTex.w;

08	projTex.x   = 0.5 * projTex.x + 0.5;

09	projTex.y   = -0.5 * projTex.y + 0.5;

10	projTex.xy += g_ScreenSize.zw;

11

12	float4 reflectCoord = p.input_ClipSpacePos;

13	reflectCoord.xy /= reflectCoord.w;

14	reflectCoord.x *= -1.0f;

15	reflectCoord.x   = 0.5 * reflectCoord.x + 0.5;

16	reflectCoord.y   = -0.5 * reflectCoord.y + 0.5;

17	reflectCoord.xy += g_ScreenSize.zw;

18

19

//采样反射与折射

20	float4  reflectCol = tex2D(_reflectionMap, reflectCoord.xy+perturbVec);

21	loat4  refractCol = tex2D(_refractionMap, projTex.xy-perturbVec);

22

23

//混合像素颜色

24	refractCol  *= 1 + depth.y * CausticPower;

25	refractCol   = lerp(WaterColor, refractCol, depth.x);

26	float refractWt = saturate(RefractBias + pow(max(dot(viewdir, normalW), 0.0f), RefractPower));

27	float4 lerp_color = lerp(reflectCol, refractCol, refractWt);

28

29	float4 spec    = t * WaterSpecColor;

30	float4 diffuse = (lerp_color * g_LightDiffuse[0] * WaterDiffuseColor);

31	o.Diffuse = diffuse + spec;

4. 设置waterplane的材质为water，设置water的shader为FX_Water.shader：

5. 创建一个脚本文件，命名为WaterRender.cs

在脚本文件中用户可以自由创建相机，绘制RT，设置shader参数用以完善效果，制作更加真实高级的水面效果 在本实例中实现的大致思路如下，以供参考，完整代码请参阅工程资源内的WaterRender.cs

01

//设定反射矩阵

02	private Matrix44 Reflect(Vector4 plane)

03

{

04	Matrix44 matout = new Matrix44();

05	matout[0, 0] = -2.0f * plane.X * plane.X + 1.0f;

06	matout[0, 1] = -2.0f * plane.X * plane.Y;

07	matout[0, 2] = -2.0f * plane.X * plane.Z;

08	matout[0, 3] = -2.0f * plane.X * plane.W;

09

10	matout[1, 0] = -2.0f * plane.Y * plane.X;

11	matout[1, 1] = -2.0f * plane.Y * plane.Y + 1.0f;

12	matout[1, 2] = -2.0f * plane.Y * plane.Z;

13	matout[1, 3] = -2.0f * plane.Y * plane.W;

14

15	matout[2, 0] = -2.0f * plane.Z * plane.X;

16	matout[2, 1] = -2.0f * plane.Z * plane.Y;

17	matout[2, 2] = -2.0f * plane.Z * plane.Z + 1.0f;

18	matout[2, 3] = -2.0f * plane.Z * plane.W;

19	matout[3, 0] = 0.0f; matout[3, 1] = 0.0f; matout[3, 2] = 0.0f; matout[3, 3] = 1.0f;

20	return matout;

21

}

22

23

24	//创建折射相机与RT

25	private void CreateReflect()

26

{

27	int width = GraphicSystem.GetWidth();

28	int height = GraphicSystem.GetHeight();

29	Vector4 color = new Vector4(0.25f,0.25f,0.25f,1.0f);

30

31

32	reflectRtt = new RenderToTexture();

33	reflectRtt.Setup(width / 2, height / 2, PixelFormat.X8R8G8B8, ClearFlag.ClearAll, refcolor, true);

34

35

36

37	reflectCam = new Camera();

38	reflectCam.SetupPerspectiveFovRH(0.75f, width / height, 1.0f, 10000.0f);

39	reflectCam.SetRenderTarget(reflectRtt);

40	reflectCam.SetLightLitTexture(lightlit);

41	reflectCam.RenderDepth = false;

42	reflectCam.RenderNormal = true;

43	reflectCam.RenderCustomised = true;

44	reflectCam.CullMask = RenderLayer.eRLDefault;

45	reflectCam.UseBeforeDrawEvent = false;

46	reflectCam.RenderShadowMap = false;

47

}

48

49	private void CreateRefract()

50

{

51	int width = GraphicSystem.GetWidth();

52	int height = GraphicSystem.GetHeight();

53	Vector4 color = new Vector4(0.25f,0.25f,0.25f,1.0f);

54	refractRtt = new RenderToTexture();

55	refractRtt.Setup(width / 2, height / 2, PixelFormat.A16B16G16R16F, ClearFlag.ClearAll, ref color, true);

56

57	refractCam = new Camera();

58	refractCam.SetupPerspectiveFovRH(0.75f, width / height, 1.0f, 10000.0f);

59	refractCam.SetRenderTarget(refractRtt);

60	refractCam.SetLightLitTexture(lightlit);

61	refractCam.RenderDepth = false;

62	refractCam.RenderNormal = true;

63	refractCam.RenderCustomised = true;

64	refractCam.CullMask = RenderLayer.eRLDefault;

65	refractCam.UseBeforeDrawEvent = false;

66	refractCam.RenderShadowMap = false;

67

}

68

69

70

71	//设置其他材质参数

72	meshRenderCom.SetTexture(0, "_waveMap", "asset:Media/Waterbump.dds", 0);

73	meshRenderCom.SetTexture(0, "_fresnelMap", "asset:Media/WaterFresnel.dds", 0);

74	meshRenderCom.SetTexture(0, "_reflectionMap", reflectRtt);

75	meshRenderCom.SetTexture(0, "_refractionMap", refractRtt);

76

77	//渲染反射与折射相机

78	public override void OnWillRenderObject(RenderComponent sender)

79

{

80	Owner.LayerID = 4;

81	if (reflectCam == null)

82

{

83	lightlit = new RenderToTexture();

84	Vector4 lightlitColor = Vector4.One;

85	lightlit.Setup(1, 1, PixelFormat.X8R8G8B8, ClearFlag.ClearAll, ref lightlitColor,false);

86

87	CreateReflect();

88	CreateRefract();

89	SetupMat();

90

}

91

92	UpdateRefract();

93	UpdateReflect();

94	//---------------------uv offest-----------------------//

95	UpdataMat();

96

97	GraphicSystem.RenderCamera(reflectCam);

98	GraphicSystem.RenderCamera(refractCam);

99

}

6. 将脚本挂接在waterplane上：

7. 导入实例资源内提供的wave0.dds、wave1.dds、Waterbump.dds、WaterFresnel.dds 将wave1和wave2设置给材质中的_waveMap1和_waveMap2两个参数，两外张图是脚本中设置的材质资源。

8. 调整shader反射的参数，定制出属于自己的水面效果：

引擎官方网站：http://www.genesis-3d.com.cn/

官方论坛：http://bbs.9tech.cn/genesis-3d/

官方千人大群：59113309   135439306

YY频道-游戏开发大讲堂（完全免费，定期开课）：51735288 

Genesis-3D开源游戏引擎：游戏起源，皆因有我！！！