【Unity Shader】效果公式总结

关注

转载最新推荐文章于 2026-04-17 10:45:10 发布 447 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

Unity中复刻Photoshop图层混合效果：从公式到Shader的完整实现指南本文详细解析了在Unity中复刻Photoshop图层混合效果的完整实现过程，从数学公式到Shader代码的逐步指导。涵盖了27种混合模式的实现方法，包括正片叠底、滤色、叠加等核心模式，并提供了性能优化技巧和移动端适配方案，帮助开发者高效实现专业级图像合成效果。阅读详情

a.漫反射公式：

diff=C*max(0,cos<L,N>);//C是颜色和强度_LightColor0.rgb

代码： diff=max(0,dot(i.normal,i.lightDir))//i的单位向量and单位法向量

c=tex2D(tex,i.uv)_LightColor0diff//_LightColor0表示的是场景中平行光的颜色和强度

b.高光反射公式：

Spec=pow(max(0,cos(R,V),gloss))//R 单位反射向量reflect(ray,normal)函数获取,V视线单位方向向量，gloss光色度

代码： Spec=pow(max(0),dot(reflect(-i.lightDir,i.normal),32))

c=c**_LightColor0*(diff+Spec)

纹理 uv坐标是顶点存储了图片上的坐标

_MainTex (“Main Tex”, 2D) = “white” {}

sampler2D _MainTex;

float4 _MainTex_ST;//Unity中纹理_ST来默认声明该纹理的属性_MainTex_ST.xy表示Scale, Till缩放，_MainTex_ST.zw表示Transform 偏移

o.uv = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex);//vs输入纹理坐标和纹理值输出UV，ps对uv进行纹理采样和计算。UV通常在0-1范围,等于o.uv = v.texcoord.xy * _MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw;

fixed3 albedo = tex2D(_MainTex, i.uv).rgb * _Color.rgb;//反射率

法线贴图：

xyz映射存成rgb值。一般存在切线空间，z轴法线方向，x轴切线方向，y轴副(法)切线方向

TANGENT_SPACE_ROTATION;//Unity来获取rotation矩阵，从模型空间到切线空间变换的矩阵。仅存在旋转和平移时，一个矩阵的转置矩阵等于他的逆矩阵。

自己实现：

float3 binormal = cross( normalize(v.normal), normalize(v.tangent.xyz) ) * v.tangent.w; //切线空间的w分量用来存储负法线向内还是向外

float3x3 rotation = float3x3(v.tangent.xyz, binormal, v.normal);//float3x3是按行存储

float3 tangentNormal = UnpackNormal(packedNormal);Unity将法线贴图纹理坐标0,1映射到正常法线坐标-1,1,返回切线空间下的法线方向。法线贴图要设置成Normal格式。该设置unity有优化 rgb值不再是法线xyz的映射了，如果不设置的话要自己算该公式不能用。

自己实现：

tangentNormal.xy = (packedNormal.xy * 2 - 1) * _BumpScale;//坐标反映射，自己计算的方法

tangentNormal.z = sqrt(1.0 - saturate(dot(tangentNormal.xy, tangentNormal.xy)));//通过xy计算z

屏幕后处理：

void OnRenderImage(RenderTexture src, RenderTexture dest){}//全部渲染完后将调用，屏幕纹理存在src上，用来计算后通过dest返回，添加[ImageEffectOpaque]属性，可使不透明物体(AlphaTest)被渲染完后立即调用.

Graphics.Blit(src, dest);//直接copy纹理。src是屏幕当前或上一步渲染的纹理，dest是目标纹理

Graphics.Blit(src, dest, material,pass=-1);//将把src传到shader的material的_MainTex纹理。经过material(shader)的处理后输出到dest渲染到屏幕.pass默认是-1会调用所有pass，否则只调用给定顺序的pass。指定pass渲染很重要。

基于颜色变化的边缘检测：Sobel卷积算法，对边缘点进行采样计算和特定矩阵卷积相乘。

高斯模糊：多次采样纹理混合消耗较大

Bloom效果：把较亮区域提取出来进行高斯模糊模拟扩散效果，然后再与原纹理混合。

运动模糊：将上一帧的屏幕图像存到renderTexture中，然后执行Graphics.Blit(src, renderTexture, material),shader将开启混合Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha把src纹理和目标缓冲纹理renderTexture进行混合，然后再Blit输出到dst进行渲染。就得到了运动模糊效果。

深度和法线纹理：

float linearDepth = LinearEyeDepth(SAMPLE_DEPTH_TEXTURE(_CameraDepthTexture, i.uv_depth));

_CameraDepthNormalsTexture //unity中调用camera.depthTextureMode=DepthTextureMode.Depth/DepthNormal；这句话后可以通过该变量访问深度纹理或者深度和法线纹理，project空间

float depth=SAMPLE_DEPTH_TEXTURE(tex,uv)//对深度纹理进行采样，返回project空间下非线性深度值。和tex2D类似只是封装了平台。自动将NDC坐标下的深度映射(0,1)需要转换到(-1,1)veiw空间去计算

LinearEyeDepth(depth)负责把深度纹理的采样结果转换到视角view空间下的线性深度值

Linear01Depth(depth)则会返回一个范围在0,1的线性深度值

half4 sample1 = tex2D(_CameraDepthNormalsTexture, i.uv);

half2 centerNormal = DecodeViewNormalStereo(sample1);//center.xy存的法线的映射值

float centerDepth = DecodeFloatRG(center.zw);//zw深度

DecodeDepthNormal(sample1,out centerNormal,out centerDepth)//获取采样的法线和深度

Camera.worldToCameraMatrix //世界转相机矩阵 world2view

Camera.cameraToWorldMatrix //相机转世界矩阵