UnityShader入门精要第十章代码解析(Cubemap折射)

该文章描述了一个自定义的UnityShader,名为Custom/11,用于实现物体表面的折射效果。Shader中定义了颜色调整属性如ColorTint、RefractionColor和RefractionAmount,以及折射率RefractRatio。在SubShader中,使用CG编程语言处理顶点和片段着色器,结合Cubemap实现环境折射,并通过_LightMode控制光照模式。

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Shader "Custom/11"
{
    Properties
    {
        _Color("Color Tint",Color) = (1,1,1,1)
        _RefractColor("Refraction Color",Color) = (1,1,1,1)
        _RefractAmount("Refraction Amount",Range(0,1)) = 1
        _RefractRatio("Refraction Ratio",Range(0.1,1)) = 0.5
        _Cubemap("Cubemap", Cube) = "_Skybox"{}
    }

    SubShader
    {
        Tags{"RenderType" = "Opaque" "Queue" = "Geometry"}

        pass
        {
            Tags{"LightMode" = "ForwardBase"}

            CGPROGRAM
            
            
            #pragma multi_compile_fwdbase	
			
			#pragma vertex vert
			#pragma fragment frag
			
			#include "Lighting.cginc"
			#include "AutoLight.cginc"


            fixed4 _Color;
			fixed4 _RefractColor;
			fixed _RefractAmount;
            
            //折射多一个折射率的参数
            fixed _RefractRatio;
			samplerCUBE _Cubemap;


            struct a2v
            {
                fixed4 vertex : POSITION;
                fixed3 normal : NORMAL;

            };

            struct v2f
            {
                fixed4 pos : SV_POSITION;
                float3 worldNormal : TEXCOORD0;
                fixed3 worldPos : TEXCOORD1;
                float3 worldViewDir : TEXCOORD2;
                float3 worldRefr : TEXCOORD3;
                
				SHADOW_COORDS(4)
            };

            v2f vert(a2v v)
            {
                v2f o;

                o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
                o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;

                o.worldViewDir = UnityWorldSpaceViewDir(o.worldPos);


                //refract()获取折射方向
                //三个参数(入射方向,法线,折射率)
                o.worldRefr = refract(-normalize(o.worldViewDir), normalize(o.worldNormal), _RefractRatio);

                TRANSFER_SHADOW(o);
                return o;

            }

            fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
            {
                fixed3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);
                fixed3 lightDir = normalize(UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos));
                fixed3 viewDir = normalize(i.worldViewDir);

                fixed3 refrColor = texCUBE(_Cubemap,i.worldRefr).rgb * _RefractColor.rgb;

                fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz * _Color.rgb;

                fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * _Color.rgb * max(0,dot(lightDir,worldNormal));

                UNITY_LIGHT_ATTENUATION(atten,i,i.worldPos);

                return fixed4((ambient + lerp(diffuse,refrColor,_RefractAmount))*atten,1.0);
            }
            ENDCG
        }
    }
    FallBack "Reflective/VertexLit"
}

效果:

 

Unity中,Shader是用来渲染场景的关键部分。在URP中,Shader的编写方式与传统的Shader编写方式略有不同,但其核心思想仍然是相同的。 在本文中,我们将从一个简单的Unlit Shader开始,介绍在URP中编写Shader的基本步骤。 1. 创建Shader 首先,我们需要创建一个新的Shader。在Project视图中右键点击Assets文件夹,选择Create > Shader > Unlit Shader。 2. 编写Shader 打开新创建的Shader文件,我们可以看到如下代码: ``` Shader "Unlit/MyUnlitShader" { Properties { _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {} } SubShader { Tags { "RenderType"="Opaque" } LOD 100 Pass { CGPROGRAM #pragma vertex vert #pragma fragment frag #include "UnityCG.cginc" struct appdata { float4 vertex : POSITION; float2 uv : TEXCOORD0; }; struct v2f { float2 uv : TEXCOORD0; float4 vertex : SV_POSITION; }; sampler2D _MainTex; v2f vert (appdata v) { v2f o; o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex); o.uv = v.uv; return o; } fixed4 frag (v2f i) : SV_Target { fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv); return col; } ENDCG } } FallBack "Diffuse" } ``` 这个Shader使用了Unity默认的Unlit Shader模板,并添加了一个_MainTex属性,该属性用于接收贴图,并在渲染过程中使用。 3. 添加SubShader 在URP中,我们需要为Shader添加一个SubShader。在SubShader中,我们可以定义一系列Pass,每个Pass都是对场景中不同物体的渲染。 修改代码如下: ``` Shader "Unlit/MyUnlitShader" { Properties { _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {} } SubShader { Tags { "RenderType"="Opaque" } LOD 100 Pass { CGPROGRAM #pragma vertex vert #pragma fragment frag #include "UnityCG.cginc" struct appdata { float4 vertex : POSITION; float2 uv : TEXCOORD0; }; struct v2f { float2 uv : TEXCOORD0; float4 vertex : SV_POSITION; }; sampler2D _MainTex; v2f vert (appdata v) { v2f o; o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex); o.uv = v.uv; return o; } fixed4 frag (v2f i) : SV_Target { fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv); return col; } ENDCG } } SubShader { Tags { "RenderType"="Opaque" } LOD 100 Pass { CGPROGRAM #pragma vertex vert #pragma fragment frag #include "UnityCG.cginc" struct appdata { float4 vertex : POSITION; }; struct v2f { float4 vertex : SV_POSITION; }; v2f vert (appdata v) { v2f o; o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex); return o; } fixed4 frag () : SV_Target { fixed4 col = fixed4(1, 1, 1, 1); return col; } ENDCG } } FallBack "Diffuse" } ``` 在这个代码中,我们添加了一个新的SubShader,并为其添加了一个Pass。这个Pass是一个简单的颜色填充Pass,用于在没有贴图的情况下渲染物体。 4. 测试Shader 最后,我们需要将Shader应用到一个物体上并测试它的效果。在Scene视图中创建一个新的Cube,并将新创建的Shader应用到该Cube上。 现在,你应该能够看到在没有贴图的情况下,该Cube被渲染为白色。如果你将贴图赋给_MainTex属性,你应该能够看到该Cube被渲染为该贴图。 这就是从一个简单的Unlit Shader开始,在URP中编写Shader的基本步骤。通过深入学习Shader编写的过程,你将能够创建更高级、更复杂的Shader,并为你的游戏带来更加出色的视觉效果。
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