Unity中URP下的顶点偏移

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前言

在上篇文章中，我们实现了URP下的半透明效果。

• Unity中URP下的半透明效果实现

在这篇文章中，我们实现一下像鬼魂一样的顶点偏移效果。

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一、实现思路

在顶点着色器中，对模型本地空间坐标在转化成齐次裁剪坐标前，进行赋值修改

• y = A sin(ωx + φ) + B

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二、实现URP下的顶点偏移

1、在顶点着色器中使用正弦函数，实现左右摇摆的效果

v.vertexOS.z += sin(_Time.y);

2、在正弦函数的传入参数中，加入一个扰度值，实现不规则的顶点偏移

这里用模型顶点本地空间下的 y 值 作为扰度值

v.vertexOS.z += sin(_Time.y + v.vertexOS.y);

3、修改正弦函数的振幅 A，让我们的偏移程度合适

• 在图形计算器中，看一下效果
  

v.vertexOS.z += 0.3 * sin(_Time.y + v.vertexOS.y);

4、修改正弦函数的 ω 来调节周期，调节偏移频率

• 在图形计算器中，看一下效果
  

v.vertexOS.z += 0.3 * sin((_Time.y + v.vertexOS.y)*6);

5、对其 x 也做同样的偏移(该效果根据个人喜好添加)

v.vertexOS.x += 0.3 * sin((_Time.y + v.vertexOS.y)*6);

6、在属性面板定义一个四维变量 用来控制 正弦的振幅 和 周期

_Animation(“Repeat(XY) Intensity(ZW)”,Vector) = (0,0,0,0)

• 在顶点着色器中

v.vertexOS.z += _Animation.z * sin((_Time.y + v.vertexOS.y)_Animation.x);
v.vertexOS.x += _Animation.w * sin((_Time.y + v.vertexOS.y)_Animation.y);

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三、测试代码

为了同时支持 Universal Render Pipeline 和 BuildIn Render Pipeline。
需要写一个同样逻辑 BRP 下的SubShader

//URP下的菲涅尔效果
//URP下的透明效果
//URP下的顶点偏移
Shader "MyShader/URP/P3_2_5"
{
    Properties
    {
        _FresnelColor("FresnelColor",Color) = (0,0,0,0)
        _Fresnel("Fade(X) Intensity(Y) Top(Z) Offset(W)",Vector) = (4,1,1,0)
        _Animation("Repeat(XY) Intensity(ZW)",Vector) = (0,0,0,0)
    }
    SubShader
    {
        Tags
        {
            //告诉引擎，该Shader只用于 URP 渲染管线
            "RenderPipeline"="UniversalPipeline"
            //渲染类型
            "RenderType"="Transparent"
            //渲染队列
            "Queue"="Transparent"
        }
        Blend One One ZWrite On
        Pass
        {


            HLSLPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            #include "Packages/com.unity.render-pipelines.core/ShaderLibrary/Color.hlsl"
            #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"
            #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Lighting.hlsl"

            struct Attributes
            {
                float3 vertexOS : POSITION;
                float3 normalOS : NORMAL;
            };

            struct Varyings
            {
                float3 vertexOS : TEXCOORD0;
                float4 vertexCS : SV_POSITION;
                float3 vertexWS : TEXCOORD1;
                float3 normalWS : TEXCOORD2;
            };

            CBUFFER_START(UnityPerMaterial)
                half4 _FresnelColor;
                half4 _Fresnel;
                float _Offset;
                float4 _Animation;
            CBUFFER_END

            Varyings vert(Attributes v)
            {
                Varyings o;
                o.vertexOS = v.vertexOS;
                v.vertexOS.z += _Animation.z * sin((_Time.y + v.vertexOS.y) * _Animation.x);
                v.vertexOS.x += _Animation.w * sin((_Time.y + v.vertexOS.y) * _Animation.y);
                o.vertexWS = TransformObjectToWorld(v.vertexOS);
                o.vertexCS = TransformWorldToHClip(o.vertexWS);
                o.normalWS = TransformObjectToWorldNormal(v.normalOS);

                return o;
            }

            half4 frag(Varyings i) : SV_Target
            {
                //dot(N,L)
                half3 N = normalize(i.normalWS);
                half3 L = normalize(_WorldSpaceCameraPos - i.vertexWS);
                half NdotL = dot(N, L);
                //菲涅尔效果 1 - dot(N,L)
                half fresnel = 1 - saturate(NdotL);
                //菲涅尔自定义
                half4 fresnel1 = pow(fresnel, _Fresnel.x) * _Fresnel.y * _FresnelColor;

                //透明渐变效果
                float alphaMask = saturate(i.vertexOS.y * -1 + i.vertexOS.x * -1 + _Fresnel.w);
                fresnel1 = alphaMask * fresnel1;

                //头部菲涅尔效果和下部菲涅尔效果做出区别
                fresnel1 = lerp(fresnel1, _FresnelColor * alphaMask * fresnel1, alphaMask * _Fresnel.z);

                return fresnel1;
            }
            ENDHLSL
        }
    }
    SubShader
    {
        Tags
        {
            //渲染类型
            "RenderType"="Transparent"
            //渲染队列
            "Queue"="Transparent"
        }
        Blend One One ZWrite On
        Pass
        {


            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            #include "UnityCG.cginc"

            struct appdata
            {
                float3 vertexOS : POSITION;
                float3 normalOS : NORMAL;
            };

            struct v2f
            {
                float3 vertexOS : TEXCOORD0;
                float4 vertexCS : SV_POSITION;
                float3 vertexWS : TEXCOORD1;
                float3 normalWS : TEXCOORD2;
            };

           
            half4 _FresnelColor;
            half4 _Fresnel;
            float _Offset;
            float4 _Animation;
        
            v2f vert(appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertexOS = v.vertexOS;
                v.vertexOS.z += _Animation.z * sin((_Time.y + v.vertexOS.y) * _Animation.x);
                v.vertexOS.x += _Animation.w * sin((_Time.y + v.vertexOS.y) * _Animation.y);
                o.vertexWS = mul(unity_ObjectToWorld,v.vertexOS);
                o.vertexCS = UnityWorldToClipPos(o.vertexWS);
                o.normalWS = UnityObjectToWorldNormal(v.normalOS);

                return o;
            }

            half4 frag(v2f i) : SV_Target
            {
                //dot(N,L)
                half3 N = normalize(i.normalWS);
                half3 L = normalize(_WorldSpaceCameraPos - i.vertexWS);
                half NdotL = dot(N, L);
                //菲涅尔效果 1 - dot(N,L)
                half fresnel = 1 - saturate(NdotL);
                //菲涅尔自定义
                half4 fresnel1 = pow(fresnel, _Fresnel.x) * _Fresnel.y * _FresnelColor;

                //透明渐变效果
                float alphaMask = saturate(i.vertexOS.y * -1 + i.vertexOS.x * -1 + _Fresnel.w);
                fresnel1 = alphaMask * fresnel1;

                //头部菲涅尔效果和下部菲涅尔效果做出区别
                fresnel1 = lerp(fresnel1, _FresnelColor * alphaMask * fresnel1, alphaMask * _Fresnel.z);

                return fresnel1;
            }
            ENDCG
        }
    }
}