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庄懂的TA笔记(十七)<特效:屏幕UV + 屏幕扰动>

Allen7474 2024-06-17 11:27:56
简介庄懂的TA笔记(十七)<特效:屏幕UV + 屏幕扰动>

庄懂的TA笔记(十七)<特效:屏幕UV + 屏幕扰动>

大纲:

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庄懂的TA笔记(十七)<特效:屏幕UV + 屏幕扰动>

大纲:

正文:

一、屏幕UV:

二、屏幕扰动:

三、任务委托:


正文:

一、屏幕UV:

1、案例展示:

屏幕UV在过往案例使用中,出现了 镜头畸变,纹理大小不能锁定等问题,这节内容就把屏幕UV使用全部讲完

这个效果中是 没有边缘畸变的,到边缘是完完整整的平铺上去的。所以屏幕UV 的重点就在这两个部分。

畸变解决:

纹理大小锁定:

2、实现思路:

主图透贴纹理UV + 屏幕纹理UV流动 = 最终ScreenUV效果;

3、代码实现:

①、面板参数定义:

_MainTex : (RGB : 颜色 A : 透贴 ,2d)="gray"{}

_Opacity :("透明",range(0,1))=0.5

这里屏幕坐标纹的Tillng 和 offset是要用到的,所以需要追加_ST。

_ScreenTex : ("屏幕纹理" , 2d) = "black"{}

②、输出结构:

因为需要用到 主图UV 屏幕UV ,所以这里要定义出,uv,和 screenUV.

③、顶点shader输入输出:

float3 posVS = UnityObjectToViewPos(v.vertex).xyz; // 获取顶点位置到摄像机位置的xyz。

o.ScreenUV1 = posVS.xy;//赋值给屏幕UV 。

        像素shader:               (中间输出测试监测)

float3 var_ScreenTex = tex2D(_ScreenTex,i.ScreenUV1);

return float4(var_ScreenTex,1);

重点:屏幕UV 位置,畸变修正,纹理大小锁定。

取屏幕空间UV位置,取xyz三个轴,

如何理解Vive空间呢?Vive空间相当于以摄像机平面为基准的空间,XY轴对应UVZ轴对应深度

但是,正常我们将 XY轴向的UV采样后,会发现贴图模型表面有畸变

如图:

解决方法: 也很简单,直接xy z 深度 就好了。

o.screenUV = posVS.xy / posVS.z; // VS空间畸变校正


但矫正过后,还会有一个问题,就是你的屏幕UV纹理相对于你的屏幕Tiling大小是不随距离改变的,正常是模型纹理,会随距离,近大远小的,所以这里我们需要屏幕UV纹理进行锁定

如图;

解决方法:得到观察空间的距离,第一个就需要获得模型的原点.

UnityObjectToVivePos float3(0,0,0).z

声明一个orignDist模型原点,到 距离摄像机的距离

float3 orignDist = UnityObjectToVivePos(float3(0,0,0)).z;

然后 在将 屏幕UV * 距离(模型到相机的距离) = 锁定后的屏幕UV.(锁定屏幕UV);

o.screenUV = posVS.xy / posVS.z; // VS空间畸变校正

o.screenUV *= originDist; // 纹理大小按距离锁定

o.screenUV * = orignDist; or o.screenUV = o.screenUV * orignDist两种方式等价

综上所属,主要问题就解决了。

如图:


④、屏幕UV滚动:

这里就控制Tilingoffset 流动起来,

ScreenTex_ST. X Y 对应 TilingX Y ;

ScreenTex_ST. Z W 对应 offsetZ W ;

o.screenUV = o.screenUV * _ScreenTex_ST.X Y - frac(_Time * _ScreenTex_ST.Z W);

(这里 的 + - 都可以用,主要是控制 流动方向的)

o.screenUV=o.screenUV*_ScreenTex_ST.xy - frac(_Time.x * _ScreenTex_ST.zw)启用屏幕纹理ST

如图:


⑤、像素shader:

采样 两张图两个UV主贴图屏幕空间贴图。

混合透明 = 主图var_MainTex.a * 不透明_Opacity * 屏幕贴图var_ScreenTex;

float3 FinalRGB = var_MainTex.rgb ;

float opacity = var_MainTex.a * _Opacity * var_ScreenTex;

return float4 (FinalRGB * opacity , opacity);

4、核心代码:

重要的就是这一段, (屏幕UV 矫正 锁定

5、屏幕UV 代码示例:

Shader "AP01/L17/ScreenUV" {
    Properties {
        _MainTex ("RGB:颜色 A:透贴", 2d) = "gray"{}
        _Opacity ("透明度", range(0, 1)) = 0.5
        _ScreenTex ("屏幕纹理", 2d) = "black" {}
    }
    SubShader {
        Tags {
            "Queue"="Transparent"               // 调整渲染顺序
            "RenderType"="Transparent"          // 对应改为Cutout
            "ForceNoShadowCasting"="True"       // 关闭阴影投射
            "IgnoreProjector"="True"            // 不响应投射器
        }
        Pass {
            Name "FORWARD"
            Tags {
                "LightMode"="ForwardBase"
            }
            Blend One OneMinusSrcAlpha          // 混合方式
            
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "UnityCG.cginc"
            #pragma multi_compile_fwdbase_fullshadows
            #pragma target 3.0
            // 输入参数
            uniform sampler2D _MainTex;
            uniform half _Opacity;
            uniform sampler2D _ScreenTex;   uniform float4 _ScreenTex_ST;
            // 输入结构
            struct VertexInput {
                float4 vertex : POSITION;       // 顶点位置 OS
                float2 uv : TEXCOORD0;          // UV信息
            };
            // 输出结构
            struct VertexOutput {
                float4 pos : SV_POSITION;       // 顶点位置 CS
                float2 uv : TEXCOORD0;          // UV信息
                float2 screenUV : TEXCOORD1;    // 屏幕UV
            };
            // 输入结构>>>顶点Shader>>>输出结构
            VertexOutput vert (VertexInput v) {
                VertexOutput o = (VertexOutput)0;
                    o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);     // 顶点位置 OS>CS
                    o.uv = v.uv;                                // UV信息
                    float3 posVS = UnityObjectToViewPos(v.vertex).xyz;                  // 顶点位置 OS>VS
                    float originDist = UnityObjectToViewPos(float3(0.0, 0.0, 0.0)).z;   // 原点位置 OS>VS
                    o.screenUV = posVS.xy / posVS.z;            // VS空间畸变校正
                    o.screenUV *= originDist;                   // 纹理大小按距离锁定
                    o.screenUV = o.screenUV * _ScreenTex_ST.xy - frac(_Time.x * _ScreenTex_ST.zw);  // 启用屏幕纹理ST
                return o;
            }
            // 输出结构>>>像素
            half4 frag(VertexOutput i) : COLOR {
                half4 var_MainTex = tex2D(_MainTex, i.uv);              // 采样 基本纹理 RGB颜色 A透贴
                half var_ScreenTex = tex2D(_ScreenTex, i.screenUV).r;   // 采样 屏幕纹理
                // FinalRGB 不透明度
                half3 finalRGB = var_MainTex.rgb;
                half opacity = var_MainTex.a * _Opacity * var_ScreenTex;
                // 返回值
                return half4(finalRGB * opacity, opacity);
            }
            ENDCG
        }
    }
}


二、屏幕扰动:

1、案例展示:

2、实现思路:

屏幕扰动(玻璃效果)

背景信息获取:

MainTex 红或蓝通道扭曲:

①、面板参数定义:

_MainTex ("RGB:颜色 A:透贴", 2d) = "gray"{}

_Opacity ("不透明度", range(0, 1)) = 0.5

_WarpMidVal ("扰动中间值", range(0, 1)) = 0.5

_WarpInt ("扰动强度", range(0, 5)) = 1

这里的中间值 扭曲度,因为我们用的是主图自带的通道中的信息,RGB中不同通道的像素可能偏亮,可能偏暗,会影响扭曲的强弱, 因为不像 法线的中间值是正常的0.5,偏移扭曲的正常的数值,所以这里声明了一个 用于矫正的 "扰动中间值"(_WarpMidVal)


②、追加GrabPass 获取扭曲背景_BGTex==背景纹理采样坐标(现成黑盒):

产生这张图:

获取背景纹理,他的含义为:渲染主体物前,将背景存成一张图,名字就叫 _BGTex.

实际上就是,扰动前,把背景图存起来,然后再用屏幕坐标UV把 背景图(_BGTex)贴回去。

GrabPass {

"_BGTex"

}

获取这张图:

uniform sampler2D _BGTex; // 拿到背景纹理

输出结构中 : (VertexOutput)

float4 grabPos : TEXCOORD1; // 背景纹理采样坐标(4维的)

顶点shader输入输出结构中 :

o.grabPos = ComputeGrabScreenPos(o.pos); // 背景纹理采样坐标

像素shader中采样:

half3 var_BGTex = tex2Dproj(_BGTex, i.grabPos).rgb;// 采样背景


③、像素shader下 采样和计算:

获取主贴图 通道信息作为源,来扭曲背景图(grabPos)采样坐标XY;

// 采样 基本纹理 RGB颜色 A透贴

half4 var_MainTex = tex2D(_MainTex, i.uv);

<这里用主图的B蓝通道,减去中间值,减去是什么意思呢,相当于有正有负,在乘强度(_WarpInt) 在乘 透明度(_Opacity),就得到透明的扰动效果>。

// 扰动背景纹理采样UV

i.grabPos.xy+=(var_MainTex.b - _WarpMidVal) * _WarpInt * _Opacity;

// 采样背景

half3 var_BGTex = tex2Dproj(_BGTex, i.grabPos).rgb;

_Opacity控制 1 到 主图透明 的插值,并乘以 透明的背景信息,得到 带透贴的扰动主图。

// FinalRGB 不透明度

half3 finalRGB = lerp(1.0, var_MainTex.rgb, _Opacity) * var_BGTex;

half opacity = var_MainTex.a;

// 返回值

return half4(finalRGB * opacity, opacity);

3、代码实现:

4、核心代码

5、屏幕扰动 代码示例:

Shader "AP01/L17/ScreenWarp" {
    Properties {
        _MainTex    ("RGB:颜色 A:透贴", 2d) = "gray"{}
        _Opacity    ("不透明度", range(0, 1)) = 0.5
        _WarpMidVal ("扰动中间值", range(0, 1)) = 0.5
        _WarpInt    ("扰动强度", range(0, 5)) = 1
    }
    SubShader {
        Tags {
            "Queue"="Transparent"               // 调整渲染顺序
            "RenderType"="Transparent"          // 对应改为Cutout
            "ForceNoShadowCasting"="True"       // 关闭阴影投射
            "IgnoreProjector"="True"            // 不响应投射器
        }
        // 获取背景纹理
        GrabPass {
            "_BGTex"
        }
        // Forward Pass
        Pass {
            Name "FORWARD"
            Tags {
                "LightMode"="ForwardBase"
            }
            Blend One OneMinusSrcAlpha          // 混合方式
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "UnityCG.cginc"
            #pragma multi_compile_fwdbase_fullshadows
            #pragma target 3.0
            // 输入参数
            uniform sampler2D _MainTex;
            uniform half _Opacity;
            uniform half _WarpMidVal;
            uniform half _WarpInt;
            uniform sampler2D _BGTex;   // 拿到背景纹理
            // 输入结构
            struct VertexInput {
                float4 vertex : POSITION;       // 顶点位置 总是必要
                float2 uv : TEXCOORD0;          // UV信息 采样贴图用
            };
            // 输出结构
            struct VertexOutput {
                float4 pos : SV_POSITION;       // 顶点位置 总是必要
                float2 uv : TEXCOORD0;          // UV信息 采样贴图用
                float4 grabPos : TEXCOORD1;     // 背景纹理采样坐标
            };
            // 输入结构>>>顶点Shader>>>输出结构
            VertexOutput vert (VertexInput v) {
                VertexOutput o = (VertexOutput)0;
                    o.pos = UnityObjectToClipPos( v.vertex);    // 顶点位置 OS>CS
                    o.uv = v.uv;                                // UV信息
                    o.grabPos = ComputeGrabScreenPos(o.pos);    // 背景纹理采样坐标
                return o;
            }
            // 输出结构>>>像素
            half4 frag(VertexOutput i) : COLOR {
                // 采样 基本纹理 RGB颜色 A透贴
                half4 var_MainTex = tex2D(_MainTex, i.uv);
                // 扰动背景纹理采样UV
                i.grabPos.xy += (var_MainTex.b - _WarpMidVal) * _WarpInt * _Opacity;
                // 采样背景
                half3 var_BGTex = tex2Dproj(_BGTex, i.grabPos).rgb;
                // FinalRGB 不透明度
                half3 finalRGB = lerp(1.0, var_MainTex.rgb, _Opacity) * var_BGTex;
                half opacity = var_MainTex.a;
                // 返回值
                return half4(finalRGB * opacity, opacity);
            }
            ENDCG
        }
    }
}

三、任务委托:

1、作业:

风语者!平时喜欢研究各种技术,目前在从事后端开发工作,热爱生活、热爱工作。