本篇将介绍向Unity Shader中引入时间变量,以实现一个顶点动画和一个UV动画的效果。
内置时间变量
1: float4是内置向量 (x, y, z, w); float4 a; 访问单独成员a.x, a.y, a.z, a.w; 2: fixed4 是内置向量(r, g, b, a); fixed4 c; color.r, color.g, color.b, color.a; 3: float3是内置向量(x, y, z); 4: fixed3 是内置向量(r, g, b); 5: float2 是内置向量(x, y); 6: _Time: 自场景加载开始所经过的时间t,4个分量分别是 (t/20, t, t2, t3); 7: _SinTime: t 是时间的正弦值,4个分量分别是 (t/8, t/4, t/2, t); 8: _CosTime: t 是时间的余弦值,4个分量分别是 (t/8, t/4, t/2, t); 9: unity_DeltaTime: dt 是时间增量,4个分量的值(dt, 1/dt, smoothDt, 1/smoothDt),平滑时间,防止时间间隔起伏太大;
顶点动画
在Unity里面新建一个Plane,给它附上一张贴图,然后我们来编写Shader。 它的原理就是使用正弦函数,对平面在不同的距离的高度进行随时间的修改,以达到正弦波动的效果。
Shader "Custom/SinShader"
{
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 : POSITION;
};
sampler2D _MainTex;
float4 _MainTex_ST;
v2f vert (appdata v)
{
v2f o;
//计算一个偏移量
float4 offset = float4(0,0,0,0);
float dist = distance(v.vertex.xyz, float3(0, 0, 0));
//偏移量的y是随着距离以及时间做正选函数运动
offset.y = sin(3 * dist +_Time.z) / 5;
//把加上偏移量的值,从顶点从模型空间直接转化到裁剪空间
o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex + offset);
//根据顶点的纹理,计算出对应的纹理的真正uv坐标
o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
return o;
}
fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
{
fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
return col;
}
ENDCG
}
}
}
shader中变量的xyz,rgb,uv表示的含义 : 在shader中,经常能看到某个变量.rgb.xyz.uv类似这种值,有时,代码中是.xz有时是.rr,确实容易让人迷惑。有一个方法,可以很容易的理解其变量的含义。变量后面有几个字母,就代表了,这是一个包含几个元素的值。x表示有一个,.xy.xz.yz都是两个,xyz是三个。如果一个值是float4,代表是由4个float组成的一个变量,同理,float3和float2表示3个和2个。接下来,将这个值看成是一个数组一个float3可以看成是[x,y,z],float2可以看成是[u,v]。此时,我们将XYZ看成是在数组中的索引0,1,2,rgb看成是0,1,2,uv看成是0,1。那么一个float4的变量,其.xyz表示的是,依次取第一个元素,第二个元素,第三个元素,组成一个新的float3。代码中.xy表示的是,依次取第一个元素,第二个元素,组成一个新的float2,.xx表示的是,依次取,第一个元素,还是第一个元素,组成一个新的float2。假如,我们想要取.x,那么写成[0]也是可以的,.y写成[1]也是一样的。将其看成是一个数组结构的变量,就容易理解了。
UV动画
UV动画就是给鱼加上一个波光的效果。这里需要用到两个图片,一个是鱼的贴图,另外一个是波光的贴图。这里可以思考一个波光的贴图为什么是黑色的。 原理就是通过对两张纹理的采样进行相加,而波光的uv会随着时间变化进行增加(注意这里图片的Wrap模式设为Repeat),所以波光会一直在动。
Shader "Custom/uvlight"
{
Properties
{
_MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
_SubTex ("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;
sampler2D _SubTex;
float4 _MainTex_ST;
v2f vert (appdata v)
{
v2f o;
o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
return o;
}
fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
{
float2 offset = float2(0,0);
offset.x = _Time.y * 0.25;
offset.y = _Time.y * 0.25;
fixed4 light = tex2D(_SubTex,i.uv+offset);
// sample the texture
fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv) + light;
return col;
}
ENDCG
}
}
}
项目地址
https://gitcode.net/KindSuper_liu/UnityXFramework/-/tree/master/Assets/chao/ShaderDemo
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