<think>我们之前讨论了URP2D菲涅尔效果（边缘发光），现在用户询问的是URP2D内发光效果。内发光与菲涅尔效果不同，内发光通常是在物体内部边缘产生发光效果，类似于从边界向内扩散的光晕。实现内发光的常见方法：1.基于距离场（SDF）的方法：使用一张存储了每个像素到边界的距离的纹理，然后根据距离控制发光强度。2.基于边缘检测的方法：通过检测纹理的透明度边缘，然后向内模糊。然而，在2D中，我们通常使用精灵纹理，没有3D模型的法线信息。因此，内发光效果可以通过以下步骤实现：方法一：使用ShaderGraph（推荐）步骤：1.创建ShaderGraph（URPUnlitGraph）。2.采样主纹理，并获取其透明度通道（Alpha）。3.计算内发光的遮罩：通常是通过对透明度通道进行边缘检测（例如使用Sobel算子）或者使用膨胀（扩张）操作来生成内部边缘。4.对生成的边缘遮罩进行模糊（例如高斯模糊）以创建光晕效果。5.使用颜色和强度参数调整光晕，并与原纹理混合。但是，ShaderGraph中实现边缘检测和模糊可能比较复杂，因为需要多次采样。另一种更简单的方法是使用距离场（SDF）纹理，但需要预生成。方法二：编写HLSL代码（更高效，更灵活）我们采用一种简单的方法：通过多次采样纹理并取最大值（膨胀）来模拟内部边缘，然后进行模糊处理。但考虑到性能，我们可以简化：步骤：1.在片段着色器中，采样当前像素和周围8个方向的像素。2.计算这些采样中透明度的最大值（膨胀操作），这样可以得到比原区域稍大的区域。3.原纹理与膨胀后的区域相减，得到内部边缘（因为内部边缘就是原纹理内部与膨胀区域重叠的部分，但实际是取膨胀区域中不透明部分向内扩散的部分）。4.对内部边缘进行模糊（例如取周围像素的平均值）以产生光晕。5.将内发光颜色与模糊后的边缘遮罩相乘，然后叠加到原纹理上。但是，这种方法在片段着色器中多次采样可能会影响性能。另一种更高效的方法是使用两次Pass：-第一个Pass生成内发光的遮罩（通过膨胀操作）-第二个Pass对遮罩进行模糊-第三个Pass将模糊后的遮罩叠加到原纹理上然而，对于2D游戏，我们通常希望在一个Pass中完成。因此，这里提供一个简化的单Pass内发光Shader，它通过采样周围4个像素（上下左右）来模拟内发光：具体思路：1.采样当前像素和上下左右四个方向的像素（偏移量可控制）。2.计算周围四个像素透明度的最大值（膨胀）。3.用这个最大值减去当前像素的透明度，得到边缘强度（这样只有在当前像素透明而周围有不透明像素时才会发光，即内边缘）。4.对边缘强度进行平滑处理（例如乘以一个系数）并乘以发光颜色。5.将发光效果叠加到当前像素上。注意：这种方法只能得到简单的内发光，模糊效果不够柔和。但优点是简单快速。下面提供一个HLSL实现的URP2D内发光Shader：```hlslShader"URP/2D/InnerGlow"{Properties{_MainTex("MainTexture",2D)="white"{}_GlowColor("GlowColor",Color)=(1,1,1,1)_GlowIntensity("GlowIntensity",Range(0,10))=1_GlowSize("GlowSize",Range(0,0.1))=0.01}SubShader{Tags{"RenderType"="Transparent""Queue"="Transparent""RenderPipeline"="UniversalPipeline"}BlendSrcAlphaOneMinusSrcAlphaPass{HLSLPROGRAM#pragmavertexvert#pragmafragmentfrag#include"Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"structAttributes{float4positionOS:POSITION;float2uv:TEXCOORD0;};structVaryings{float4positionHCS:SV_POSITION;float2uv:TEXCOORD0;};TEXTURE2D(_MainTex);SAMPLER(sampler_MainTex);float4_GlowColor;float_GlowIntensity;float_GlowSize;Varyingsvert(Attributesinput){Varyingsoutput;output.positionHCS=TransformObjectToHClip(input.positionOS.xyz);output.uv=input.uv;returnoutput;}half4frag(Varyingsinput):SV_Target{//采样主纹理half4tex=SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex,sampler_MainTex,input.uv);//采样周围四个方向（上下左右）half4up=SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex,sampler_MainTex,input.uv+float2(0,_GlowSize));half4down=SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex,sampler_MainTex,input.uv+float2(0,-_GlowSize));half4left=SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex,sampler_MainTex,input.uv+float2(-_GlowSize,0));half4right=SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex,sampler_MainTex,input.uv+float2(_GlowSize,0));//计算周围像素的最大透明度（膨胀）halfmaxAlpha=max(max(up.a,down.a),max(left.a,right.a));//计算内发光遮罩：当当前像素透明度小于周围最大透明度时，说明在内部边缘//注意：我们想要的是当前像素透明（或半透明）而周围不透明的地方发光//因此，遮罩=(maxAlpha-tex.a)*周围不透明而当前透明的部分halfglowMask=maxAlpha*(1-tex.a);//计算发光颜色half3glow=_GlowColor.rgb*_GlowIntensity*glowMask;//将发光效果叠加到纹理上（注意：发光部分不改变原纹理的透明度，但发光本身是半透明的）half3finalColor=tex.rgb+glow;//最终透明度：保持原纹理的透明度，但也可以根据需求调整returnhalf4(finalColor,tex.a);}ENDHLSL}}}```这个Shader的说明：1.通过_GlowSize控制采样偏移，即内发光的宽度。2.通过_GlowIntensity控制发光强度。3.内发光颜色由_GlowColor指定。注意：这个简单的Shader只能产生基本的内发光效果，且边缘是硬边。如果要更柔和的效果，可以采样更多方向（例如8个方向）或者进行多次模糊处理，但这样会增加采样次数。优化建议：如果对效果要求较高，建议使用两个Pass：-第一个Pass生成内发光的遮罩（通过膨胀操作得到内部边缘）-第二个Pass对遮罩进行模糊（可以使用高斯模糊）-第三个Pass将模糊后的遮罩叠加到原纹理上但在移动设备上，多次Pass或多次采样可能会影响性能，因此需要权衡。另外，还可以考虑使用预生成的距离场纹理（SDF）来实现更高效和更高质量的内发光，但这需要额外的纹理生成步骤。应用场景：-2D精灵的选中状态-魔法效果-UI元素的高亮相关问题：1.如何在URP2D中实现外发光效果？2.如何优化2D内发光Shader的性能？3.如何使用ShaderGraph实现2D内发光效果？4.内发光效果在移动设备上性能消耗大吗？如何优化？引用：[^1]:Unity官方关于2D技术的介绍，包括2D光照和效果。[^2]:URPShader模板。</think>### Unity URP 2D内发光Shader实现方案
在Unity URP中实现2D内发光效果的核心原理是通过纹理采样和边缘检测算法创建内部光晕。以下是两种高效实现方法：
#### 方法1：基于Alpha通道的内发光Shader（HLSL代码）
```hlsl
Shader "URP/2D/InnerGlow"
{
Properties
{
_MainTex ("Main Texture", 2D) = "white" {}
_GlowColor ("Glow Color", Color) = (1,0.5,0,1)
_GlowIntensity ("Intensity", Range(0,10)) = 2
_GlowSize ("Size", Range(0,0.2)) = 0.05
}
SubShader
{
Tags {
"RenderType"="Transparent"
"Queue"="Transparent"
"RenderPipeline"="UniversalPipeline"
}
Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha
Pass
{
HLSLPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"
struct Attributes
{
float4 positionOS : POSITION;
float2 uv : TEXCOORD0;
};
struct Varyings
{
float4 positionHCS : SV_POSITION;
float2 uv : TEXCOORD0;
};
TEXTURE2D(_MainTex);
SAMPLER(sampler_MainTex);
float4 _GlowColor;
float _GlowIntensity;
float _GlowSize;
Varyings vert(Attributes input)
{
Varyings output;
output.positionHCS = TransformObjectToHClip(input.positionOS.xyz);
output.uv = input.uv;
return output;
}
half4 frag(Varyings input) : SV_Target
{
// 主纹理采样
half4 tex = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, input.uv);
// 边缘检测采样
float2 offsets[4] = {
float2(0, _GlowSize),
float2(0, -_GlowSize),
float2(_GlowSize, 0),
float2(-_GlowSize, 0)
};
// 计算内部边缘
half glow = 0;
for(int i = 0; i < 4; i++) {
half neighbor = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, input.uv + offsets[i]).a;
glow += saturate(tex.a - neighbor); // 当前像素alpha高于邻居时发光
}
glow = saturate(glow * _GlowIntensity);
// 混合效果
half3 glowColor = _GlowColor.rgb * glow;
half3 finalColor = tex.rgb + glowColor;
return half4(finalColor, tex.a);
}
ENDHLSL
}
}
}
```
#### 方法2：使用Shader Graph可视化实现
1. **创建Shader Graph**：
- 新建URP Unlit Graph
- 添加以下节点结构：
```
[Texture2D] → [Sample Texture 2D] (主纹理)
[UV] → [Branching] → [4x Offset] (创建采样点)
[Sample Texture 2D]×4 → [Subtract] → [Saturate] → [Add] (边缘检测)
[Multiply] (强度控制) → [Color] → [Add] (混合颜色)
```
2. **关键节点设置**：
```glsl
// 内发光核心计算
float glow = 0;
for each offset:
glow += saturate(centerAlpha - offsetAlpha);
glow *= _Intensity;
```
3. **参数控制**：
| 参数 | 作用 | 推荐值 |
|------|------|--------|
| `_GlowSize` | 光晕扩散范围 | 0.01-0.1 |
| `_GlowIntensity` | 光晕强度 | 1-5 |
| `_GlowColor` | 光晕颜色 | RGBA |
#### 进阶效果实现
1. **动态脉动效果**：
```hlsl
// 添加时间变量
float pulse = (sin(_Time.y * 3) + 1) * 0.5;
glow *= pulse * _PulseIntensity;
```
2. **多重光晕**：
```hlsl
// 分层采样
float innerGlow = CalculateGlow(uv, 0.02);
float outerGlow = CalculateGlow(uv, 0.05);
finalColor = tex.rgb + _InnerColor * innerGlow + _OuterColor * outerGlow;
```
3. **形状控制**：
```hlsl
// 使用距离场增强形状控制
float dist = 1 - smoothstep(0.3, 0.7, length(uv - 0.5));
glow *= dist;
```
#### 性能优化技巧
1. **采样优化**：
```glsl
// 减少采样次数
half2 diagOffsets[4] = {
float2(_Size, _Size),
float2(-_Size, _Size),
float2(_Size, -_Size),
float2(-_Size, -_Size)
};
```
2. **预计算UV**：
```glsl
// 顶点着色器预计算偏移UV
output.uv1 = input.uv + float2(_GlowSize, 0);
output.uv2 = input.uv + float2(0, _GlowSize);
```
3. **LOD分级**：
```glsl
// 根据距离降低采样质量
float lod = distance(_WorldSpaceCameraPos, positionWS) * 0.01;
half neighbor = SAMPLE_TEXTURE2D_LOD(_MainTex, sampler_MainTex, uv, lod).a;
```
#### 应用场景示例
1. **2D角色技能特效**：
```glsl
_GlowColor = (0.2, 0.8, 1, 1); // 青色光晕
_GlowSize = 0.03;
_GlowIntensity = 3.5;
```
2. **UI元素高亮**：
```glsl
// 按钮激活状态
_GlowColor = (1, 0.9, 0.2, 0.8); // 金色光晕
_GlowIntensity = 2.0;
```
3. **场景交互提示**：
```glsl
// 可交互物体
float pulse = sin(_Time.y * 4) * 0.5 + 0.5;
_GlowIntensity *= pulse; // 添加脉动效果
```
> 实现提示：URP 2D渲染需开启"Light Mode"为"Universal2D"并配置2D渲染器数据[^1]。复杂效果可参考Unity的2D技术演示项目[^1]。
本文提供了一个使用 GLSL (OpenGL Shading Language) 编写的着色器示例代码。该示例展示了如何设置精度、使用扩展特性、定义统一变量以及在片段着色器中进行基本的图形操作。
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