Shader案例篇—《镜子1》

本文介绍了一种在Unity中实现镜面效果的方法,通过自定义Shader及C#脚本来模拟真实世界的反射效果。该方法包括三个主要部分:镜面材质、镜中物体材质和实际物体材质的设置。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

    废话不多说先上效果图,我使用的是在.3.3版本。

Mirror.gif

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一、原理

1、首先要准备的素材是三个,对没错,就是三个因为镜子里面的那个物体其实是实物的复制体而已;一个Plane作为镜子,还有一个实物和虚物体。

2、新建一个材质使用下面的Shader代码,并将此材质球赋给那个虚物体

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Shader "Custom/Cg shader for virtual objects in mirrors" {
         Properties{
                 _Color( "Virtual Object's Color" , Color) = (1, 1, 1, 1)
         }
                 SubShader{
                 Tags{ "Queue" = "Transparent+20" }
 
                 Pass{
                 Blend OneMinusDstAlpha DstAlpha
 
                 CGPROGRAM
 
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
 
#include "UnityCG.cginc"
 
                 uniform float4 _Color;
         uniform float4x4 _WorldToMirror;
 
         struct vertexInput {
                 float4 vertex : POSITION;
         };
         struct vertexOutput {
                 float4 pos : SV_POSITION;
                 float4 posInMirror : TEXCOORD0;
         };
 
         vertexOutput vert(vertexInput input)
         {
                 vertexOutput output;
 
                 output.posInMirror = mul(_WorldToMirror,
                         mul(_Object2World, input.vertex));
                 output.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, input.vertex);
                 return output;
         }
 
         float4 frag(vertexOutput input) : COLOR
         {
                 //如果镜子里的物体出来了就剔除掉
                 if (input.posInMirror.y > 0.0)
                 {
                         discard;
                 }
         return float4(_Color.rgb, 0.0);
         }
 
                 ENDCG
         }
         }
}


3、另外在建一个材质使用下面的Shader代码,并将此材质球赋值给实物体

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Shader "Unlit/Cg shader for Real objects"
{
         Properties{
                 _Color( "Virtual Object's Color" , Color) = (1, 1, 1, 1)
         }
    SubShader {
       Pass {
          CGPROGRAM
 
          #pragma vertex vert
          #pragma fragment frag
                 uniform float4 _Color;
          float4 vert(float4 vertexPos : POSITION) : SV_POSITION
          {
             return mul(UNITY_MATRIX_MVP, vertexPos);
          }
 
          float4 frag( void ) : COLOR
          {
             return float4(_Color.rgb, 1.0);
          }
 
          ENDCG
       }
    }
}
4、在建一个材质使用下面的Shader代码,并将这个材质赋值给作为镜子的面板
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Shader "Unlit/Mirrors"
{
         Properties{
                 _Color( "Mirrors's Color" , Color) = (1, 1, 1, 1)
         }
                 SubShader{
                 Tags{ "Queue" = "Transparent+10" }
                 // draw after all other geometry has been drawn
                 // because we mess with the depth buffer
                 //确保在所有的真实物体渲染之后再渲染
 
                 // 1st pass: mark mirror with alpha = 0
                 Pass{
                 CGPROGRAM
 
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
 
                 float4 vert(float4 vertexPos : POSITION) : SV_POSITION
         {
                 return mul(UNITY_MATRIX_MVP, vertexPos);
         }
 
                 float4 frag( void ) : COLOR
         {
                 return float4(1.0, 0.0, 0.0, 0.0);
         // this color should never be visible,
         // only alpha is important
         }
                 ENDCG
         }
 
                 // 2nd pass: set depth to far plane such that
                 // we can use the normal depth test for the reflected geometry
                 Pass{
                 ZTest Always
                 Blend OneMinusDstAlpha DstAlpha
                 //==float4 result = float4(1.0 - pixel_color.a) * fragment_output + float4(pixel_color.a) * pixel_color;
 
                 CGPROGRAM
 
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
 
                 uniform float4 _Color;
         // user-specified background color in the mirror
 
         float4 vert(float4 vertexPos : POSITION) : SV_POSITION
         {
                 float4 pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, vertexPos);
                 pos.z = pos.w;
                 // the perspective division will divide pos.z
                 // by pos.w; thus, the depth is 1.0,
                 // which represents the far clipping plane
                 return pos;
         }
 
                 float4 frag( void ) : COLOR
         {
                 return float4(_Color.rgb, 0.0);
         // set alpha to 0.0 and
         // the color to the user-specified background color
         }
                 ENDCG
         }
         }
}

5、最后新建一个C#脚本,代码如下,将此代码赋给虚物体,并将Plane和虚物体拖动赋值给里面的对应两个变量
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using UnityEngine;
using System.Collections;
 
[ExecuteInEditMode]
public class PlacingTheVirtualObj : MonoBehaviour {
 
     public GameObject objectInFrontOfMirror;
     public GameObject mirrorPlane;
 
     // Use this for initialization
     void Start () {
         
         }
 
     // Update is called once per frame
     void Update() {
         if ( null != mirrorPlane)
         {
             //这句话决定了镜子里的物体是否可见
             GetComponent<Renderer>().sharedMaterial.SetMatrix( "_WorldToMirror" ,mirrorPlane.GetComponent<Renderer>().worldToLocalMatrix);
             if ( null != objectInFrontOfMirror)
             {
                 //将实物的颜色值赋给镜中的物体
                 Color realColor = objectInFrontOfMirror.GetComponent<Renderer>().material.GetColor( "_Color" );
                 GetComponent<Renderer>().material.SetColor( "_Color" , realColor);
 
                 transform.position = objectInFrontOfMirror.transform.position;
                 transform.rotation = objectInFrontOfMirror.transform.rotation;
                 transform.localScale =
                    -objectInFrontOfMirror.transform.localScale;
                 //new Vector3(0.0f, 1.0f, 0.0f)为表面的法线方向
                 transform.RotateAround(objectInFrontOfMirror.transform.position,mirrorPlane.transform.TransformDirection( new Vector3(0.0f, 1.0f, 0.0f)), 180.0f);
               Vector3  positionInMirrorSpace  =
                    mirrorPlane.transform.InverseTransformPoint(objectInFrontOfMirror.transform.position);
                 positionInMirrorSpace.y = -positionInMirrorSpace.y;
                 transform.position = mirrorPlane.transform.TransformPoint(
                    positionInMirrorSpace);
             }
         }
     }
}


二、此方案的优劣

1、优点:性能开销比较小,镜子里的虚物体清晰

2、缺点:目前虚物体只能实时的同步实物体的颜色,贴图和其他纹理或者模型面数复杂的情况都没有响应的处理、并不是完全的实时反射物体,因为要实现创建好虚物体。

3、有待发现…..

三、后续待….
原贴地址 蛮牛网凯尔八阿哥转载请注明出处
之前有童鞋没有实现出来,是我太粗心了,一激动少说了一个Shader脚本,就是第四个,现在已经添加进来了,还是附上最后的工程文件吧,方便大家学习和参考。
工程文件下载地址 https://pan.baidu.com/s/1o84hcdO
### Unity Shader 示例代码与教程 在Unity中创建和使用Shader可以通过多种方式完成,其中一种直观的方法是利用Shader Graph工具来构建可视化的着色器逻辑[^1]。 #### 使用Shader Graph创建纹理采样节点 为了快速上手,在Shader Graph编辑界面内,通过右键点击工作区并选择`Create Node`选项,可以方便地添加各种功能模块。例如,输入“Texture”关键字能够找到用于2D纹理取样的节点——Sample Texture 2D,这有助于开发者轻松集成图像资源到自定义材质当中。 ```csharp // C#脚本示例:如何应用带有Shader Graph生成的Material材料给游戏对象 using UnityEngine; public class ApplyCustomShader : MonoBehaviour { public Material customMaterial; void Start() { GetComponent<Renderer>().material = customMaterial; } } ``` 除了图形化编程外,编写传统HLSL/CG风格的手写Shader也十分常见,特别是当项目需求较为复杂时。下面给出了一段基于条件编译指令的选择不同光照模型(Phong vs Blinn-Phong)的片段着色器源码片段[^3]: ```hlsl #pragma surface surf Lambert sampler2D _MainTex; struct Input { float2 uv_MainTex; }; void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) { #if USE_PHONG_LIGHTING // 实现Phong光照算法的具体细节... #else // 或者采用Blinn-Phong光照模式下的处理流程... #endif fixed4 col = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex); o.Albedo = col.rgb; o.Alpha = col.a; } ``` 这段代码展示了如何根据不同宏定义切换两种经典的表面反射特性模拟方法,并最终将指定贴图的颜色信息赋值给物体表面属性。
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