雾坐标扩展(EXT_fog_coord)

EXT_fog_coord扩展与OpenGL雾化应用
博客介绍了OpenGL标准库中雾化不支持雾坐标,只能per - fragment计算。EXT_fog_coord扩展提供雾坐标支持,是per - vertex的,介绍了使用雾坐标代替fragment depth的方法,还能实现Volumetric Fog效果,且比Direct3D的per - vertex雾化因子更强大。

        OpenGL标准库中的雾化不支持雾坐标,其雾化因子根据视点到片段中心的距离和雾化方式(GL_LINEAR,GL_EXP,GL_EXP2)得到,也就是说它是per-fragment的,不能更精确地控制物体的雾化显示。

        EXT_fog_coord提供了雾坐标支持。雾坐标是一个浮点数或双精度数。它对每个顶点指定一个雾坐标用于雾化计算,而不是使用fragment depth-based雾化计算。即它是per-vertex的。

    首先,用雾坐标代替fragment depth:

    glFogi(GL_FOG_COORDINATE_SOURCE_EXT, GL_FOG_COORDINATE_EXT);

    然后,在glBegin()/glEnd()对之间调用glFogCoordfEXT(factor),其中factor是定义该顶点的Z深度的值。

    使用雾坐标可以实现Volumetric Fog效果。Volumetric Fog可用来模拟烟和地面雾等。

    EXT_fog_coord比Direct3D的per-vertex雾化因子更强大:EXT_fog_coord插值有3种(linear、exp、exp2);而Direc3D只对应于linear fog mode。

<think>根据用户提供的引用内容,用户询问的是Unity Shader中`#pragma shader_feature _fog`的用法。结合引用[1]和引用[4]中的说明,`#pragma shader_feature`用于根据材质中是否启用某个特性来编译不同的Shader变体。 具体到`#pragma shader_feature _fog`,其作用是在材质中启用名为“fog”的特性时,编译包含效的代码分支;否则编译不包含效的分支。 ### 使用步骤 1. **在Shader中添加编译指令**:在CGPROGRAM块中使用`#pragma shader_feature _fog`。注意,根据引用[2]的建议,不要在一个语句中定义多个宏,所以应单独使用。 2. **在Properties中定义开关(可选)**:为了在材质面板中控制该特性,可以在Properties块中添加Toggle属性。例如: ```c [Toggle(FOG_ENABLED)] _Fog("Enable Fog", Float) = 0 ``` 这里`FOG_ENABLED`是宏名称,与`#pragma shader_feature FOG_ENABLED`对应。注意,引用[4]的示例中使用了`[Toggle] _T1("T1", Float)=0`,它会自动生成`_T1_ON`的宏。因此,有两种方式: - 使用`[Toggle(宏名)]`显式指定宏名。 - 使用`[Toggle]`,此时Unity会自动生成“属性名_ON”的宏(如`_T1_ON`)。 3. **在代码中使用条件编译**:在Shader代码中,使用`#ifdef`或`#if defined`来检查宏是否定义,从而编写不同的逻辑。 ### 示例代码 以下是一个简单的顶点/片元着色器示例,演示如何使用`#pragma shader_feature _fog`(注意:根据引用[1],示例中的宏名是`USE_FOG`,但用户询问的是`_fog`,这里按用户指定的宏名`_fog`编写): ```glsl Shader "Custom/ExampleFog" { Properties { [Toggle(_FOG_ENABLED)] _UseFog ("Enable Fog", Float) = 0 // 在材质面板显示开关 _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {} } SubShader { Pass { CGPROGRAM #pragma vertex vert #pragma fragment frag // 声明shader_feature,注意宏名要与Toggle中一致(这里使用_FOG_ENABLED) #pragma shader_feature _FOG_ENABLED #include "UnityCG.cginc" struct appdata { float4 vertex : POSITION; float2 uv : TEXCOORD0; }; struct v2f { float2 uv : TEXCOORD0; float4 vertex : SV_POSITION; #ifdef _FOG_ENABLED float fogCoord : TEXCOORD1; // 如果启用效,则使用额外的插值器存储效系数 #endif }; sampler2D _MainTex; float4 _MainTex_ST; v2f vert (appdata v) { v2f o; o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex); o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex); #ifdef _FOG_ENABLED // 计算效系数(这里使用简单的线性) o.fogCoord = saturate((o.vertex.z - _FogStart) / (_FogEnd - _FogStart)); #endif return o; } fixed4 frag (v2f i) : SV_Target { fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv); #ifdef _FOG_ENABLED // 应用效(假设颜色是白色) col.rgb = lerp(col.rgb, fixed3(1,1,1), i.fogCoord); #endif return col; } ENDCG } } } ``` ### 注意事项 1. **宏命名规则**:在`#pragma shader_feature`中直接写宏名(如`_FOG_ENABLED`),不需要加`_ON`后缀。而在Properties中使用`[Toggle(宏名)]`时,宏名就是指定的名称。如果使用`[Toggle]`(不带参数),则Unity会自动生成“属性名_ON”的宏(如属性名为`_UseFog`,则宏为`_USEFOG_ON`)。 2. **变体打包**:引用[1]提到,Unity在打包时,如果没有任何材质使用某个变体,则该变体不会被包含在包体中。因此,如果项目中存在多个材质实例,有的启用效,有的不启用,则需要确保所有用到的变体都被正确打包。可以通过在编辑器中为Shader创建变体集合(ShaderVariantCollection)来强制包含需要的变体。 3. **自定义编辑器(CustomEditor)**:引用[2]建议,如果Shader中使用了`shader_feature`,应该为该Shader指定一个CustomEditor。这通常是为了在材质面板中正确显示和切换这些特性开关。 ### 引用说明 - 引用[1]解释了`#pragma shader_feature`的作用,并给出了一个效的示例宏`USE_FOG`。 - 引用[2]提醒不要在一个语句中定义多个宏,并建议使用CustomEditor。 - 引用[4]展示了如何在Properties中使用Toggle属性,以及如何在代码中使用条件编译。 §§相关问题§§ 1. Unity Shader中`#pragma shader_feature`和`#pragma multi_compile`有什么区别? 2. 如何确保Unity打包时包含所有需要的Shader变体? 3. 在Unity中如何为Shader编写自定义编辑器(CustomEditor)?</think>### Unity Shader中 `#pragma shader_feature _fog` 用法详解 在 Unity Shader 编程中,`#pragma shader_feature` 是关键的编译指令,用于根据材质配置动态启用/禁用特定功能。以下结合引用内容说明 `_fog` 效的实现方法: #### 1. **基础语法与原理** ```glsl #pragma shader_feature _fog ``` - **作用**:生成独立的 Shader 变体,仅当材质启用 `_fog` 时才编译效代码[^1]。 - **变体管理**:Unity 打包时自动剔除未被材质引用的变体,减少包体大小[^4]。 #### 2. **完整实现步骤** **(1) 在 Properties 中声明效开关** ```glsl Properties { [Toggle(_FOG_ENABLED)] _Fog("Enable Fog", Float) = 0 // 材质面板显示开关 } ``` - `[Toggle]` 属性会在材质面板生成复选框[^4]。 **(2) 添加编译指令** ```glsl CGPROGRAM #pragma vertex vert #pragma fragment frag #pragma shader_feature _FOG_ENABLED // 与Toggle属性名匹配 #include "UnityCG.cginc" ``` **(3) 编写条件渲染逻辑** ```glsl struct v2f { float4 pos : SV_POSITION; #ifdef _FOG_ENABLED float fogFactor : TEXCOORD1; // 效插值器 #endif }; v2f vert(appdata v) { v2f o; o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex); #ifdef _FOG_ENABLED // 计算效系数(示例:基于深度) float viewZ = -UnityObjectToViewPos(v.vertex).z; o.fogFactor = exp(-_FogDensity * viewZ); #endif return o; } fixed4 frag(v2f i) : SV_Target { fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv); #ifdef _FOG_ENABLED // 混合颜色 col.rgb = lerp(_FogColor.rgb, col.rgb, i.fogFactor); #endif return col; } ENDCG ``` #### 3. **关键注意事项** 1. **命名规范** - 宏名 `_FOG_ENABLED` 需与 `[Toggle]` 属性名严格一致[^4]。 - 避免多宏声明:`#pragma shader_feature A B C` 易导致变体混乱[^2]。 2. **变体打包优化** - 创建 `ShaderVariantCollection` 强制包含必要变体: ```csharp var svc = new ShaderVariantCollection(); svc.Add(new ShaderVariantCollection.ShaderVariant(shader, PassType.ForwardBase, "_FOG_ENABLED")); ``` - 通过 `FrameDebugger` 验证运行时变体选择。 3. **自定义编辑器支持** - 按引用[2]要求添加 `CustomEditor` 声明: ```glsl Shader "Custom/FogExample" { CustomEditor "StandardShaderGUI" // ...其他代码 } ``` #### 4. **调试技巧** - 在编辑器中通过材质开关实时观察效果变化: ```glsl #ifdef _FOG_ENABLED col.rgb = float3(1,0,0); // 调试:启用效时显示红色 #endif ``` - 使用 `ShaderUtil.GetShaderVariantEntries` 检查变体编译状态。 ### 备选方案对比 | **指令** | 适用场景 | 变体管理 | |------------------------|---------------------------------|---------------------| | `#pragma shader_feature` | 功能开关(如效) | 自动剔除未使用变体[^1] | | `#pragma multi_compile` | 需强制包含的变体(如光照类型) | 始终包含所有变体 | > 示例工程可参考引用[4]的完整 Shader 结构,结合引用[5]的渲染流程实现高级效果(如后处理效)。 ---
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