Billboard_ByAll-全方位的BillBoard

该博客介绍了如何在Shader中通过向量叉积构建正交基,实现3D对象始终面向摄像机的Billboard效果。首先计算视角向量,然后与固定向上向量叉积得到向右向量,接着用视角向量和向右向量叉积得到新的向上向量。最后,利用这三个正交基构建旋转矩阵,确保模型的朝向始终对准相机。

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

由于需要面向视角方向。因此需要重新构建向上向量。1.先构建出View视角向量 然后和Up(0,1,0)向量叉积得到向右向量。这个时候向右向量和View向量是两两垂直的。3.再由View向量和向右向量叉积,得到重新计算后的向上向量Up1。4.这个时候由Up1 View Right三个正交基向量构建出旋转矩阵。

Shader "QShader/Billboard_ByAll"{
		Properties{
			_MainTex("Main Texture",2D) = "white"{}
		}
		SubShader{
			Tags{"Queue" = "Transparent" "RenderType" = "Transparent" "IgnoreProjector" = "True" "DisableBatching" = "True"}
			pass {
				Tags{"LightMode" = "Always"}
				Cull Off    //关闭剔除,让模型的两面都可以显示
				CGPROGRAM
				#pragma vertex Vertex
				#pragma fragment Fragment
				#include "Lighting.cginc"
				#include "UnityCG.cginc"

				sampler2D _MainTex;

				struct v2f {
					float4 pos : SV_POSITION;
					float2 uv : TEXCOORD0;
				};

				v2f Vertex(appdata_base v) {
					v2f o;
					//模型中点用于计算视角方向
					float3 center = float3(0,0,0);
					//摄像机向量
					float3 viewer = mul(unity_WorldToObject,float4(_WorldSpaceCameraPos,1)).xyz;
					//视角向量 = 摄像机 - 模型中点
					float3 viewDir = viewer - center;
					//归一化
					viewDir = normalize(viewDir);
					//向上向量
					float3 upDir = float3(0,1,0);
					//通过向上向量叉积视角向量可以得出向右向量 
					float3 rightDir = normalize(cross(upDir,viewDir));
					//再通过视角向量和向右向量 叉积重新计算向右向量 这个时候三个正交基分别为 rightDir UpDir ViewDir
					upDir = normalize(cross(viewDir,rightDir));
					//获取偏移
					float3 centerOffset = v.vertex.xyz - center;
					//根据三个正交基构建矩阵
					float3x3 _RotateMatrix = transpose(float3x3(rightDir,upDir,viewDir));
					//重新计算旋转后的偏移
					float3 pos = mul(_RotateMatrix,centerOffset) + center;
					//映射到屏幕空间
					o.pos = UnityObjectToClipPos(float4(pos,1));
					o.uv = v.texcoord;
					return o;
				}

				fixed4 Fragment(v2f i) :SV_TARGET{

					return tex2D(_MainTex,i.uv);
				}
				ENDCG

			}
	}
}
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