Unity Shader之几何着色器(Geometry Shader)实现草地效果

前言

草地效果有多种实现方法，我所了解的比较常见的有Billborad，星型结构，还有就是用GPU实时渲染，也就是用Geometry Shader生成面片双面渲染。前两种方法虽然效率比较高但是实现的效果有限，第三种方法则可以根据我们的需要实现更细致的效果。在这不得不提一句，我第一次看到Geometry Shader实现的效果时，我不禁感叹这真的是一个狂拽酷炫的东西，作为一个处于顶点着色器和片元着色器之间的着色器，它相比较顶点着色器具有更高的灵活性，因为我们可以方便的使用GPU添加和删除图元，相比较于片元着色器它又更加直观。我们可以用几何着色器实现非常多花里胡哨的功能，其中之一就是模拟草地。但是效果酷炫带来的代价就是它的效率不是很高，它不像vertex和fragment shader可以高度并行运算，而且低版本的图形库是不支持这个功能的。不过好消息是根据我的调查，从两年多前的骁龙835处理器的Areno 540开始就支持OpenGL ES3.2了，而这个版本的一个新特性就是支持Geometry Shader！！!所以随着硬件的发展，在移动端以及非旗舰性能的PC端大量使用GS应该也不是一个久远的事情了。

具体实现

我的学习和实现参考的是Unity Grass Shader这篇文章，文章是英文的，但讲的很详细，想要了解更多的可以去看一看，我在这里就不非常细致的讲解了，后续就讲讲几个关键点和我做出的修改。首先贴出完整代码。

Shader "MyShader/GrassShader"
{
   
	Properties
	{
   
		[Header(Wind)]
		[Space]
		_WindDistortionMap("Wind Distortion Map", 2D) = "white" {
   }
		_WindFrequency("Wind Frequency", Vector) = (0.05, 0.05, 0, 0)
		_WindStrength("Wind Strength", Range(0, 2)) = 1
		[Header(Density)]
		[Space]
		_Density("Density", Range(1, 30)) = 5
		[Header(Color of grass)]
		[Space]
		_TopColor("Top Color", Color) = (1,1,1,1)
		_BottomColor("Bottom Color", Color) = (1,1,1,1)
		[Header(Shape of blade)]
		[Space]
		_BendRotationRandom("Bend Rotation Random", Range(0, 1)) = 0.2
		_BladeWidth("Blade Width", Range(0, 0.2)) = 0.1
		_BladeWidthRandom("Blade Width Random", Range(0, 0.1)) = 0.02
		_BladeHeight("Blade Height", Range(0, 1)) = 0.5
		_BladeHeightRandom("Blade Height Random", Range(0, 1)) = 0.3
		_BladeForward("Blade Forward Amount", Range(0, 1)) = 0.38
		_BladeCurve("Blade Curvature Amount", Range(1, 4)) = 2
	}
		CGINCLUDE
		#include "UnityCG.cginc"
		#include "AutoLight.cginc"

		#define ADD_TANSPCVERT(v, matrix) \
				o.pos = Uni