Wave-Harmonic/Crest项目中的水下渲染效果实现详解-优快云博客

Wave-Harmonic/Crest项目中的水下渲染效果实现详解

crest A class-leading water system implemented in Unity 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/cr/crest

前言

在海洋场景开发中，实现逼真的水下效果是提升沉浸感的关键要素之一。Wave-Harmonic/Crest项目提供了一套完整的水下渲染解决方案，能够无缝处理水面上下过渡、水下光线散射等视觉效果。本文将深入解析该系统的实现原理和使用方法。

核心功能概述

Crest的水下渲染系统具备以下核心特性：

水面过渡效果：平滑处理摄像机在水面上下移动时的视觉过渡
弯月面效果：在水面交界处渲染细微的视觉辅助线
光线散射模拟：通过示例脚本实现随深度增加的环境光衰减
性能优化：仅在摄像机位于水下时才启用效果

基础配置

材质设置

根据使用的渲染管线不同，配置方式有所差异：

BIRP/URP管线：

在材质参数的"Underwater"部分启用效果
将"Cull Mode"设置为"Off"以渲染水面下侧

HDRP管线：

在材质"Surface Options"中启用"Double-Sided"
使用示例材质Ocean-Underwater.mat作为参考

渲染器组件

添加"Underwater Renderer"组件到摄像机对象，这是当前推荐的水下效果实现方式。

参数详解

渲染模式

系统提供多种渲染模式以适应不同场景需求：

| 模式 | 描述 | 适用场景 | |------|------|----------| | Full-Screen | 全屏效果 | 标准水下场景 | | Portal | 从几何体正面到其后方的效果 | 水下窗口/入口 | | Volume | 在几何体内部定义的水体体积 | 封闭水域 | | Volume (Fly-Through) | 优化的穿越体积效果 | 动态穿越水域 |

其他关键参数

Depth Fog Density Factor：控制水下雾效密度
Shader API：启用后可用于透明物体的特殊处理

高级应用

水面状态检测

通过OceanRenderer.Instance.ViewerHeightAboveWater属性可以获取摄像机相对于水面的高度，正值表示在水面上，负值表示在水下。系统还提供了OceanSampleHeightEvents组件，可通过事件机制响应水面状态变化。

透明物体处理

由于水下效果使用不透明深度缓冲，透明物体需要特殊处理：

在Underwater Renderer中启用Shader API
透明物体着色器中包含特定HLSL文件
使用CrestApplyUnderwaterFog函数应用雾效

示例着色器代码片段：

float2 positionNDC = IN.screenPos.xy / IN.screenPos.w;
float deviceDepth = IN.screenPos.z / IN.screenPos.w;

if (!CrestApplyUnderwaterFog(positionNDC, IN.worldPos, deviceDepth, _FogMultiplier, color.rgb))
{
   UNITY_APPLY_FOG(IN.fogCoord, color);
}