北京工程建设交易信息网站,做网站公司深,建app网站要多少钱,微信手机官方网站文章目录 前言一、原理1、法一#xff1a;使用立方体纹理 CubeMap#xff0c;作为反射纹理使用2、法二#xff1a;使用反射探针生成环境反射图#xff0c;所谓反射的采样纹理 二、实现水面反射1、定义和申明CubeMap2、反射向量需要什么3、计算 N ⃗ \vec{N} N 4、计算 V ⃗… 文章目录 前言一、原理1、法一使用立方体纹理 CubeMap作为反射纹理使用2、法二使用反射探针生成环境反射图所谓反射的采样纹理 二、实现水面反射1、定义和申明CubeMap2、反射向量需要什么3、计算 N ⃗ \vec{N} N 4、计算 V ⃗ \vec{V} V 5、计算反射向量 R ⃗ \vec{R} R 6、对CubeMap进行纹理采样7、模拟出菲涅尔效果近处反射弱远处反射强8、环境反射效果 与 高光反射效果 相乘得到只有在高光处反射环境的效果9、用该效果与上篇文章的结果相加得出最终效果 三、最终代码 前言
在上篇文章中我们实现了水体的高光反射效果。
Unity中URP下实现水体水面高光
在这篇文章中我们来实现水体的反射效果。 一、原理
以下两个方法对反射纹理采样时都是使用顶点的反射向量进行采样的。
1、法一使用立方体纹理 CubeMap作为反射纹理使用
Unity中Shader立方体纹理Cubemap
2、法二使用反射探针生成环境反射图所谓反射的采样纹理
Unity中Shader反射环境 二、实现水面反射
1、定义和申明CubeMap
在属性面板定义一个 Cube 传入反射纹理 _ReflectionTex(“ReflectionTex”,Cube) “white”{} 在Pass中申明纹理和采样器注意反射纹理为 TEXTURECUBE 类型 TEXTURECUBE(_ReflectionTex);SAMPLER(sampler_ReflectionTex); 我使用的CubeMap如下 2、反射向量需要什么 计算反射向量需要知道 法线向量 N ⃗ \vec{N} N 和 摄像机指向顶点的入射向量 − V ⃗ -\vec{V} −V 3、计算 N ⃗ \vec{N} N
得到世界空间下的 法线坐标 和 法线纹理 线性过渡的效果
在顶点着色器中转化得到世界空间下的法线坐标 o.normalWS TransformObjectToWorldNormal(v.normalOS); 在属性面板传入需要使用的法线纹理 _NormalTex(“NormalTex”,2D) “white”{} 定义、申明控制过渡的值 [PowerSlider(3)]_NormalIntensity(“NormalIntensity”,Range(0,1)) 0.5 得到线性过渡的法线信息 half4 N lerp(half4(i.normalWS,1),normalize(normalTex),_NormalIntensity); 4、计算 V ⃗ \vec{V} V half3 V normalize(_WorldSpaceCameraPos.xyz - i.positionWS.xyz); 5、计算反射向量 R ⃗ \vec{R} R half3 reflectionUV reflect(-V,N.xyz); 6、对CubeMap进行纹理采样
注意
使用的采样方式为SAMPLE_TEXTURECUBE采样UV为反射向量 half4 reflectionTex SAMPLE_TEXTURECUBE(_ReflectionTex,sampler_ReflectionTex,reflectionUV); 7、模拟出菲涅尔效果近处反射弱远处反射强 fresnel 1 - dot(N,V) half fresnel 1 - saturate(dot(i.normalWS,V)); 用 fresmel 和 reflectionTex 相乘得出拟真的反射效果 half4 reflection reflectionTex * fresnel; 8、环境反射效果 与 高光反射效果 相乘得到只有在高光处反射环境的效果 specular * reflection 9、用该效果与上篇文章的结果相加得出最终效果 half4 col (foamColor waterColor) * cameraOpaqueTex (specular * reflection); 三、最终代码
//水的深度
Shader MyShader/URP/P4_8
{Properties {[Header(Base)]_WaterColor1(WaterColor1,Color) (1,1,1,1)_WaterColor2(WaterColor2,Color) (1,1,1,1)[PowerSlider(3)]_WaterSpeed(WaterSpeed,Range(0,1)) 0.1[Header(Foam)]_FoamTex(FoamTex,2D) white{} _FoamColor(FoamColor,Color) (1,1,1,1)_FoamRange(FoamRange,Range(0,5)) 1_FoamNoise(FoamNoise,Range(0,3)) 1[Header(Distort)]_NormalTex(NormalTex,2D) white{}[PowerSlider(3)]_Distort(Distort,Range(0,0.3)) 0[Header(Specular)]_SpecularColor(Specular Color,Color) (1,1,1,1)[PowerSlider(3)]_SpecularIntensity(Specular Intensity,Range(0,1)) 0.6_Smoothness(Smoothness,Range(0,10)) 10[Header(Reflection)]_ReflectionTex(ReflectionTex,Cube) white{}[PowerSlider(3)]_NormalIntensity(NormalIntensity,Range(0,1)) 0.5}SubShader{Tags{//告诉引擎该Shader只用于 URP 渲染管线RenderPipelineUniversalPipeline//渲染类型RenderTypeTransparent//渲染队列QueueTransparent}//Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlphaZWrite OffPass{HLSLPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag// Pragmas#pragma target 2.0// Includes#include Packages/com.unity.render-pipelines.core/ShaderLibrary/Color.hlsl#include Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl#include Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Input.hlsl#include Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Lighting.hlslCBUFFER_START(UnityPerMaterial)half4 _WaterColor1;half4 _WaterColor2;half _WaterSpeed;half4 _FoamColor;half _FoamRange;half _FoamNoise;half4 _FoamTex_ST;half _Distort;half4 _NormalTex_ST;half4 _SpecularColor;half _SpecularIntensity;half _Smoothness;half _NormalIntensity;CBUFFER_ENDTEXTURE2D(_CameraDepthTexture);SAMPLER(sampler_CameraDepthTexture);TEXTURE2D(_FoamTex);SAMPLER(sampler_FoamTex);TEXTURE2D(_CameraOpaqueTexture);SAMPLER(sampler_CameraOpaqueTexture);TEXTURE2D(_NormalTex);SAMPLER(sampler_NormalTex);TEXTURECUBE(_ReflectionTex);SAMPLER(sampler_ReflectionTex);//struct appdata//顶点着色器的输入struct Attributes{float3 positionOS : POSITION;float2 uv : TEXCOORD0;half3 normalOS : NORMAL;};//struct v2f//片元着色器的输入struct Varyings{float4 positionCS : SV_POSITION;float2 uv : TEXCOORD0;//foamUVfloat4 screenPos : TEXCOORD1;float3 positionVS : TEXCOORD2;float3 positionWS : TEXCOORD3;float3 normalWS : TEXCOORD4;float4 normalUV : TEXCOORD5;};//v2f vert(Attributes v)//顶点着色器Varyings vert(Attributes v){Varyings o (Varyings)0;o.positionWS TransformObjectToWorld(v.positionOS);o.positionVS TransformWorldToView(o.positionWS);o.positionCS TransformWViewToHClip(o.positionVS);o.screenPos ComputeScreenPos(o.positionCS);//计算得到泡沫纹理采样需要的顶点世界空间下的坐标值的流动效果o.uv o.positionWS.xz *_FoamTex_ST.xy _Time.y * _WaterSpeed;//计算得到水下扭曲纹理的流动UVo.normalUV.xy TRANSFORM_TEX(v.uv,_NormalTex) _Time.y * _WaterSpeed;o.normalUV.zw TRANSFORM_TEX(v.uv,_NormalTex) _Time.y * _WaterSpeed * half2(-1.1,1.3);o.normalWS TransformObjectToWorldNormal(v.normalOS);return o;}//fixed4 frag(v2f i) : SV_TARGET//片元着色器half4 frag(Varyings i) : SV_TARGET{//1、水的深度//获取屏幕空间下的 UV 坐标float2 screenUV i.positionCS.xy / _ScreenParams.xy;half depthTex SAMPLE_TEXTURE2D(_CameraDepthTexture,sampler_CameraDepthTexture,screenUV).x;//深度图转化到观察空间下float depthScene LinearEyeDepth(depthTex,_ZBufferParams);//获取水面模型顶点在观察空间下的Z值可以在顶点着色器中对其直接进行转化得到顶点观察空间下的坐标float4 depthWater depthScene i.positionVS.z;//2、水的颜色线性插值得到水 和 接触物体的水的 颜色的过度half4 waterColor lerp(_WaterColor1,_WaterColor2,depthWater);//3、水面泡沫//对泡沫纹理进行采样(这里使用顶点世界空间下的坐标进行纹理采样防止水体缩放影响泡沫的平铺和重复方式)half4 foamTex SAMPLE_TEXTURE2D(_FoamTex,sampler_FoamTex,i.uv.xy);foamTex pow(abs(foamTex),_FoamNoise);//这里增加一个调整深度图范围的功能half4 foamRange depthWater * _FoamRange;//使用泡沫纹理 和 泡沫范围 比较得到泡沫遮罩half4 foamMask step(foamRange,foamTex);//给泡沫加上颜色half4 foamColor foamMask * _FoamColor;//4、水下的扭曲half4 normalTex1 SAMPLE_TEXTURE2D(_NormalTex,sampler_NormalTex,i.normalUV.xy);half4 normalTex2 SAMPLE_TEXTURE2D(_NormalTex,sampler_NormalTex,i.normalUV.zw);half4 normalTex normalTex1 * normalTex2;float2 distortUV lerp(screenUV,normalTex.xy,_Distort);half4 cameraOpaqueTex SAMPLE_TEXTURE2D(_CameraOpaqueTexture,sampler_CameraOpaqueTexture,distortUV);//5、水的高光//Specular SpecularColor * Ks * pow(max(0,dot(N,H)), Shininess)Light light GetMainLight();half3 L light.direction;half3 V normalize(_WorldSpaceCameraPos.xyz - i.positionWS.xyz);//修改法线实现波光粼粼的效果half4 N lerp(half4(i.normalWS,1),normalize(normalTex),_NormalIntensity);half3 H normalize(L V);half4 specular _SpecularColor * _SpecularIntensity * pow(max(0,dot(N.xyz,H)),_Smoothness);//水的反射half3 reflectionUV reflect(-V,N.xyz);half4 reflectionTex SAMPLE_TEXTURECUBE(_ReflectionTex,sampler_ReflectionTex,reflectionUV);half fresnel 1 - saturate(dot(i.normalWS,V));half4 reflection reflectionTex * fresnel;//水的焦散half4 col (foamColor waterColor) * cameraOpaqueTex (specular * reflection);return col;}ENDHLSL}}FallBack Hidden/Shader Graph/FallbackError
}
