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原创 SWE 的原理解析

SWE 的运动机制可以理解成：水面坡度改变流速，流动的汇聚和发散改变水深。假设你在平静水面中央制造一个隆起：所以，SWE 需要同时保存“水有多少”和“水如何运动”。这也解释了为什么：仅根据当前高度图，通常不能唯一决定下一时刻的水面。两片形状完全相同的水面，可能一个正在向外流动，另一个正在向内汇聚，它们下一刻的变化会不同。对于密度恒定的水，质量守恒等价于体积守恒。不可压缩流体的三维连续性方程（散度形式）：∂u∂x+∂w∂y+∂v∂z=0\frac{\partial u}{\partial x} + \fr

2026-10-28 23:06:17 325

原创 SWE 的基本条件

它把水体划分成许多竖直的水柱，每根水柱记录自己的深度、流动方向、水柱之间的水交换和动量。它将三维水体沿竖直方向进行平均，因此只需要在二维平面上求解，就能得到随时间变化的水面。因此，判断能否使用 SWE，需要同时看水深和你希望模拟的波长。例如，同样是 1 米深的水，几十到上百米尺度的长波，比几厘米尺度的细碎波纹更符合浅水近似。其中，“忽略竖直加速度的主要影响”并不意味着水完全没有上下运动。把网格划得更细，只能改善求解精度，不能改变物理模型的适用范围。底床越低，即使水面保持水平，水深也会越大。

2026-10-28 23:04:55 236

原创 Shader Graph: 能量护盾

本文介绍了在Unity中使用Shader Graph实现能量护盾特效的方法。通过Dots子图平铺圆点图案，结合Simple Noise和Gradient Noise创建渐变和流动光效。利用极坐标UV实现中心透明边缘不透明效果，并加工UV贴图生成边缘发光。最后通过Global Volume的Bloom后处理增强视觉效果。该方案可呈现出具有动态光效、中心渐变和边缘发光的能量护盾效果。

2026-06-03 22:05:41 267

原创 ShaderLab: PBR + IBL

本文实现了一个基于物理的渲染(PBR)系统，通过四个核心文件完成PBR材质计算和渲染。系统采用Cook-Torrance微表面模型处理直接光照，使用球谐函数(SH)计算漫反射环境光，通过预过滤环境贴图和BRDF查找表(LUT)处理镜面反射环境光。PBRRunner.cs脚本负责协调这些组件，将复杂的环境光积分预计算到纹理中，运行时只需简单组合即可实现高效渲染。该系统完整展示了PBR渲染管线的工作流程，包括直接光计算、环境光处理以及色调映射等关键环节，为后续扩展提供了良好基础。

2026-06-03 16:55:54 518

原创 AO 环境光遮蔽

环境光遮蔽(AO)用于量化物体表面某点被周围几何体遮挡的程度，取值范围0(完全遮挡)到1(完全开放)。AO通过半球射线检测计算未遮挡比例，反映环境光的可达性。与阴影不同，AO描述环境光照而非直接光源的遮挡情况。AO贴图通过离线烘培呈现静态物体自身的遮挡细节(如褶皱、缝隙)，具有高性能优势但无法实时响应场景变化。典型AO值：平坦地面≈1，墙角≈0.5，洞穴≈0.1。

2026-06-01 21:56:58 199

原创 BRDF LUT 计算

本文介绍了基于GGX微表面模型的BRDF LUT计算实现。关键函数包括：单/双向几何遮蔽计算(geometryIBL/smithShadowing)、Hammersley序列采样、Pixar ONB基向量构造、法线空间旋转和GGX重要性采样。核心函数integrateBRDF通过蒙特卡洛积分计算镜面反射BRDF的二维查找表，将结果拆分为F0相关项和常量项，其中考虑了微表面法线分布、几何遮蔽和菲涅尔效应。该实现固定法线方向为(0,0,1)，通过重要性采样和反射计算推导光线方向，最终输出可用于实时渲染的预积分B

2026-05-30 15:00:00 50

原创镜面 IBL 预过滤贴图的计算

镜面 IBL 预过滤贴图，本质是在提前计算不同粗糙度下，镜面反射方向附近能看到的环境光平均值。预过滤贴图计算的核心流程：对 cubemap 的每一个方向 R，对每一个 roughness，做一次 GGX 重要性采样。

2026-05-30 14:53:47 324

原创五分钟学会PBR材质精髓：BRDF计算全流程拆解

是一种着色与渲染方法，旨在通过模拟光与物质的真实物理交互，来生成高度真实且在任何光照环境下都表现自然的图像。简单来说，就是让材质在不同光线下都看起来“像真的”，而不是只在特定角度下才好看。PBR 的核心思想：传统渲染常用“取巧”的参数（如漫反射颜色、高光强度等），调整时很难直观预测结果。而 PBR 遵循两个基本物理原则：1. 能量守恒：反射的光能总量 ≤ 入射的光能总量。2. 微平面理论：物体表面由无数微小平面组成，每个小平面像镜子一样反光。

2026-05-30 01:08:47 618 2

原创二维 uv 与单位球面坐标的相互转化公式

这段代码展示了球面坐标与UV纹理坐标之间的相互转换方法。第一部分将三维方向向量(x,y,z)转换为UV坐标：使用atan2计算x-z平面角度并归一化为(0,1]，用arccos计算y轴夹角并映射到(0,1]。第二部分逆向转换：将UV坐标通过三角函数恢复为三维方向向量，其中θ和φ分别对应经度和纬度角度，通过sin/cos组合重建原始方向。这种转换常用于环境贴图、天空盒等图形渲染场景。

2026-05-30 00:59:41 90

原创 ShaderLab：PBR+IBL（ShaderToy Translation）

本文解析了 PBR + IBL 渲染技术中的核心着色器代码 Image_PBR.shader。该着色器通过射线步进（raymarching）渲染由 SDF 球体构成的场景，并实现基于物理的渲染（PBR）和基于图像的照明（IBL）。主要流程包括：生成相机射线、SDF场景求交、法线计算、材质分配、直接光计算（Cook-Torrance PBR）、间接光计算（球谐+预滤波环境贴图+BRDF LUT）、色调映射和伽马校正。文章详细介绍了关键全局变量、顶点着色器、相机射线生成、场景SDF计算（包含动态光源处理）、法线

2026-05-28 20:52:47 255

原创 ShaderLab：PBR+IBL（ShaderToy Translation）

本文分析了ShaderToy上的PBR+IBL渲染代码实现，重点解析了三个核心着色器文件。BufferA_Camera负责相机状态管理，通过RenderTexture保存相机参数；BufferB_DiffuseIBL预处理环境光数据，将立方体贴图转换为经纬图并计算球谐光照系数；BufferC_SpecularIBL生成不同粗糙度下的高光反射预滤波结果和BRDF积分图。文章展示了将ShaderToy代码转换为Unity可运行的ShaderLab代码的过程，并提供了效果对比图。这套PBR+IBL管线实现了基于物

2026-05-23 21:10:39 485

原创现代实时渲染管线

底层GPU图形管线：例如顶点着色器、光栅化、像素着色器；上层引擎渲染管线：例如URP、HDRP、UE Deferred Renderer可以将渲染管线理解为：把场景里的模型、材质、灯光、相机、特效，经过CPU、GPU处理，最终变成屏幕上一张图像的全过程。

2026-05-21 21:13:39 789 2

原创圆边、球面坐标表示

摘要：本文介绍了圆和球面在不同坐标系下的表示方法。对于标准圆坐标，给出了极坐标表达式；对于标准球面坐标，也提供了极坐标表示形式；特别针对Unity游戏引擎中y轴向上的坐标系，给出了相应的球面极坐标表达式。这些坐标表示方法在计算机图形学和游戏开发中具有重要应用价值。

2026-05-21 17:16:31 94

原创球谐函数SH

比如环境光照、天空光、法线方向上的辐照度，都可以看成“方向 → 颜色/亮度”的函数。

2026-05-18 01:39:54 325

原创 Gamma颜色空间

Gamma空间是一种非线性颜色编码方式，使颜色数值与真实光照强度呈非线性关系。它通过将0.5等数值进行特殊编码，最终呈现符合人眼感知的亮度效果。Gamma空间具有两大优势：更符合人眼对暗部变化更敏感的特性，为暗部保留更多精度；适合存储和显示常见图片格式。在渲染流程中，Gamma编码确保了颜色显示的准确性。

2026-05-18 00:34:01 43

原创三维空间法线的计算

摘要：本文讨论了函数在某点处的光滑性及其参数化形式。通过对等式两边求导，得出梯度垂直于切线向量，即梯度为法线向量。以海面高度函数y=H(x,z)为例，通过沿x和z方向的步长采样，可以近似计算出法线方向：(1)沿x方向采样，(2)沿z方向采样，(3)计算法线近似值。该方法适用于有向距离场(SDF)计算海面顶点坐标时的法线估计。

2026-05-18 00:19:27 46

原创 ShaderLab:可互动水面(基于RenderTexture，实时生成动态扰动)

本文介绍了一个基于URP的可交互水面系统，实现了实时渲染水面扰动效果。系统采用三缓冲RT交换技术实现波纹扩散，通过三个关键Shader文件协同工作：DrawShader负责鼠标输入的扰动绘制，RippleShader处理波纹扩散物理计算（使用二维波动方程离散求解器），WaterShader则负责最终水面渲染（包含顶点位移、法线重建和光照计算）。配套的Ripple.cs脚本实现了鼠标交互扰动和波纹传播逻辑。该系统突破了传统静态水面的限制，能够模拟石子投入、船只航行等动态效果，通过高度图驱动实现了真实感水面渲染

2026-05-04 21:15:53 384

原创 ShaderLab:海面——顶点变换，程序化生成无需贴图

一个基于URP的程序化海面shader：顶点阶段把网格变换形成波浪，偏远阶段重新计算更精细的法线，再做漫反射、镜面、高光、菲涅尔、泡沫和雾效。这篇文章是在上一篇文章水面的基础上，采用其基本方法延伸而来，本文章中的着色器不是一个适用于全屏效果的着色器，而是应用在一个平面上，通过更改平面顶点位置来模拟海浪效果。

2026-04-30 23:54:01 941 1

原创 ShaderLab：水面

水面表现是一个技术美术中一个常见的课题，在本篇文章中我参考了在2014年创作的Seascape，并以此代码为基础，翻译成ShaderLab语言，并分析其中每个函数的作用和必要性。ShaderLab代码：https://pan.baidu.com/s/1wuerhUVqQg8amo6a0rk2Ug?pwd=9527。

2026-04-29 01:18:33 438

原创 ShaderLab：星空宇宙

摘要：本文介绍了实现动态星空效果的着色器技术。通过顶点着色器转换坐标，片元着色器完成星图绘制，包含随机点生成、智能连线、辉光渐变等特性。采用分层渲染实现远近效果，远处星星数量更多且渐入渐出。通过噪声函数和利萨如曲线控制粒子运动，使用线段光绘函数创建发光连接线。系统支持鼠标交互，颜色随时间循环变化，并添加径向模糊和呼吸效果。关键技术包括动态粒子位置计算、距离衰减光照模型和时间驱动的动画控制，最终呈现具有空间深度感和动态变化的星空场景。

2026-04-20 03:15:20 369 1

原创 ShaderLab：线条几何体旋转

摘要：本文介绍了在Unity中实现18个旋转立方体和8个球形线框的着色器技术。通过将着色器材质赋予正对摄像机的平面来呈现效果，避免了直接屏幕绘制的复杂性。顶点着色器负责坐标转换，片元着色器处理图形渲染，包含旋转、抗锯齿和颜色混合等函数。关键技术包括：1）使用旋转函数实现3D变换；2）通过抗锯齿函数优化线条显示；3）基于时间参数实现动态颜色过渡。最终效果呈现多个几何体围绕中心旋转并渐变色彩的视觉效果。（149字）

2026-04-18 16:54:36 296

原创 UV映射！加入纹理！

本文介绍了OpenGL纹理相关知识，包括纹理坐标映射、纹理环绕方式、纹理过滤和多级渐远纹理等技术细节。主要内容包括：1）通过纹理坐标将2D纹理映射到三角形面片；2）四种纹理环绕方式（重复、镜像、边缘拉伸、边框颜色）的设置方法；3）GL_NEAREST和GL_LINEAR两种纹理过滤方式的区别；4）多级渐远纹理(Mipmap)的原理和使用方法；5）通过stb_image.h库加载图片数据并生成纹理；6）实现多重纹理混合效果，包括纹理单元的使用和mix函数混合纹理。文中提供了完整的代码示例，演示了如何加载两个纹

2025-09-17 14:41:41 734

原创独立着色器文件！更好的可读性！

上一节我们编写了一个完整的，从编写顶点文件、顶点着色器、片段着色器、着色器程序，到启动项目。但是仍然有一个问题：着色器文件、片段着色器文件的源文件都是我们自己在main.cpp文件里硬编码的，这样就导致我们的着色器程序的，并且编辑起来会更困难。所以我们在这篇文章里会将着色器文件独立出来，并且新建一个类来管理这个着色器文件。

2025-09-15 00:14:48 887 1

原创添加着色器！Hello Triangle！

本文介绍了使用OpenGL绘制三角形的基本流程，包括着色器编程和缓冲对象管理。主要内容包括：1）OpenGL关键概念如VAO、VBO、EBO的作用；2）渲染管线各阶段（顶点着色、图元装配、光栅化等）的功能；3）GLSL着色器语法和数据类型；4）顶点着色器和片段着色器的编写与编译；5）着色器程序链接和顶点属性配置；6）VAO状态管理和EBO索引绘制的优势。通过创建着色器、配置顶点数据、使用缓冲对象，最终在GLFW窗口实现三角形绘制，为OpenGL图形编程提供了基础实现框架。

2025-09-13 00:47:01 1291

原创 Loop！上手OpenGL

本章介绍了OpenGL基础程序的配置和窗口创建过程。重点包括：1）GLAD和GLFW库的引入顺序；2）使用glfwInit()初始化GLFW；3）通过glfwCreateWindow()创建窗口；4）设置视口(glViewport)和回调函数；5）渲染循环中的关键操作：清屏(glClear)、交换缓冲(glfwSwapBuffers)和事件处理(glfwPollEvents)。文章还解释了双缓冲机制的作用，并提供了完整的代码示例，最终可显示一个指定颜色的OpenGL窗口。

2025-09-12 00:30:01 514

原创创建GLFW窗口，开启OpenGL之路

本文介绍了OpenGL开发环境的配置与基础图形绘制流程。首先说明了GLFW和GLAD库的作用：GLFW负责窗口管理，GLAD简化OpenGL函数加载。详细讲解了在Visual Studio 2022中配置这两个库的步骤，包括目录设置和依赖项添加。然后展示了一个完整的OpenGL程序示例，包含窗口初始化、着色器创建、顶点数据绑定和渲染循环等关键步骤。文中提供了三角形绘制的完整代码，涵盖顶点/片元着色器编写、VAO/VBO设置等核心概念，最终实现了一个能响应ESC键退出的彩色三角形窗口程序。

2025-09-11 22:58:58 1223