你好，uv变换（新手入门向聊天教程）-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了你好，uv变换（新手入门向聊天教程）。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

温馨提示：本文只是一篇入门聊天，不涉及代码教程，看不懂代码就跳过，没关系！

一、什么是uv

1、uv其实就是一个二维坐标系啊，就俩轴，就跟xy轴一样。
那为什么不叫xy，反而叫uv呢？
不知道，应该是为了跟空间坐标系xyz区别开来，以免在工作流程中产生误解吧吧吧。

2、uv坐标用于采样贴图，然后把它映射到模型表面。
uv 坐标,uv,unity,游戏引擎

图是网上找的，如果侵权了我立马删对不起对不起对不起

3、类比xOy直角坐标系，在unity shader中，uv坐标原点也是在左下角（0，0）的位置的。
注意，不同的shader体系，它们设定的原点坐标是不一样的，比如dirctX的原点就在左上角。
uv 坐标,uv,unity,游戏引擎

用这个uv贴图比较方便观察。记得再ps里转化成.tga格式再使用）

4、uv坐标的原始范围都是[0,1]。

二、uv变换

1、为什么是uv变换？

啊？为什么是uv变换，而不是贴图变换呢？
因为，贴图是不会变换的！
uv采样本质上就是用一个横向范围[0,1]和纵向范围[0,1]的直角坐标系去采样一张图，然后映射到模型表面上。Shader着色器通过各种花里胡哨的运算改变uv坐标，从而改变采样范围（内容），从而使我们看到贴图变形。
嗯……就好像我们拿望远镜观察星空，星星（贴图）当晚不会变，只有我们移动望远镜（uv坐标），我们看到的星星才会不同。
甚至，我们还可以在望远镜上装哈哈镜（shader），这样看到的星星也会不同。
或者，你可以想象你坐在火车上，窗外的风景就是贴图，窗就是uv坐标。风景不会跑，只有咱们的窗户在跟着车平移。

2、加减（平移）

举例，uv + (0.1, 0.1)

i.uv += float2(0.1, 0.1);

uv 坐标,uv,unity,游戏引擎

看起来贴图向左下角偏移了。
（会不会有同学没反应过来，为什么不是偏移一整格呢？因为这图是8×8格的所以要+0.125才能偏移一整格哈哈哈）

为什么呢？
一开始，原点(0,0)采样的是H1左下角明黄色的点
uv 坐标,uv,unity,游戏引擎
Uv坐标经过加减变换之后，原点(0,0)变成了(0.1, 0.1)，坐标轴整体向右上角移动了，此时采样的点是H1接近右上角的明黄色的点.

以此类推别的坐标点（可以参考上面的坐标轴偏移示意图）
得到的采样结果就是这样啦。
uv 坐标,uv,unity,游戏引擎
所以，其实不是贴图向左下角偏移了，而是坐标向右上角偏移了。
嗯呃呃呃有一点相对论地拗口。
注意，贴图是循环平铺的。也就是说，原本边缘处(1, 1）的坐标点，经过加减变换之后变成了(1.1, 1.1)，超出了贴图大于0小于1的坐标范围，但是，由于贴图是循环的，所以(1, 1）–加0.1→(1.1, 1.1)处采样的点与(0.1, 0.1)处采样的点是一致的！
uv 坐标,uv,unity,游戏引擎
但如果我把wrap mode网络循环模式从默认的Repeat循环改为Clamp钳制（超出范围的颜色，则与边缘颜色保持一致，将范围钳制在[0, 1]之间），那么，（1, 1）–加0.1→(1.1, 1.1)处采样的颜色就与(1, 1)处的颜色是一致的。而且（0.9, 0.9）–加0.1→(1, 1)，同样也采了(1, 1)处的颜色。
uv 坐标,uv,unity,游戏引擎
同理，如果uv - (0.1, 0.1)，就是将整个坐标轴向左下角移动，那么采样的范围就会向左下角偏移，采样的结果看起来就是贴图向右上角移动了。
嘿嘿。

2、乘除（缩放）

坐标轴乘以2。

i.uv *= float2(2, 2);

贴图以坐标原点(0,0)为中心缩小了2倍
uv 坐标,uv,unity,游戏引擎

啊…看得我自己都快眼花了……

然后，还是用刚才相对的思想去分析。
贴图是永远不会变的！只有坐标轴变大了两倍。uv坐标的范围变成了[0,2]，贴图的范围是[0,1]，由于贴图是循环平铺的，在[0,2]里就能出现两次[0,1]，在22的坐标系里，就可以出现4个11，也就是4张贴图。
就这样，看起来，贴图缩小了！
同理，坐标轴除以2，贴图放大2倍

Unity内置了变换函数TRANSFORM_TEX，用于计算uv变换。在参数面板调整_MainTex_ST的tilling数值，结果也是如此

o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);

uv 坐标,uv,unity,游戏引擎

tilling值越大，就缩小；值越小，就变大。

3、加减和乘除【待订正】

o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);

Unity内置的变换函数TRANSFORM_TEX等价于

fixed2 uv = i.uv * fixed2(_ScaleX, _ScaleY) - fixed2(_OffsetX, _OffsetY); // **先缩放，后移动**
half4 var_MainTex = tex2D(_MainTex, uv);

为什么是先缩放后移动？

【↓ 我暂时讲不清楚这部分，留个坑，以后填 ↓】

因为顶底变换的底层数学逻辑总是以最原始的原点(0, 0)为操作锚点的。如果先移动，再缩放，就会变成这样…

o.uv = v.uv + float2(0.5, 0.5);
o.uv *= sin(_Time.y) * 0.5 + 1;

uv 坐标,uv,unity,游戏引擎

用更玄学的话讲，就是，矩阵相乘不满足交换律…

【↑ 以后一定填呜呜 ↑】

Q：如果想让贴图以(0.8, 0.7)为中心放大3倍，公式怎么写？

我们用一个新的10*10棋盘格贴图，红点就是目标中心。

uv 坐标,uv,unity,游戏引擎

A：o.uv = v.uv / 3 + float2(0.8, 0.7) * (3-1)/3 ;
uv 坐标,uv,unity,游戏引擎

三、搞点事情吧——uv动画

1、基础动画

最基础的，就是用全局变量_Time时间单改变其中一个数值，让贴图动起来。
我们举例，改变offset偏移量。

i.uv += float2(_Time.x, 0);

动起来啦！就像坐在火车上看风景的比喻一样。
uv 坐标,uv,unity,游戏引擎

题外话，为什么是_Time.x捏？其实_Time有xyzw的，x是每秒+0.05，y是每秒+1，z是每秒+2，w是每秒+3。在这就不一一给大家截gif啦，亲自去试试吧很好玩的。
另外，为了防止因时间过长导致数据溢出，我们一般会给_Time取余。

i.uv += float2(frac(_Time.x), 0);

用函数frac()和运算符%都可以。

i.uv += float2(_Time.x % 1, 0);

如果我改变的是纵向的v轴呢，再换一张贴图呢？
uv 坐标,uv,unity,游戏引擎

看！是瀑布？是河流？

2、帧动画

帧动画的制作思路就是把uv坐标缩小，再移动到贴图中的第一帧，然后用floor向上取整实现逐帧“跳动”。
那岂不是一个材质只能播放一个动画了？
No，你也可以再次把uv坐标放大，这时候就可以播放多个动画了，只是，每个动画的播放进度都不一样。

四、高级变换

1、极坐标变换

就是把直角坐标系变成极坐标系，就是把正方形变成圆形。庄懂老师说，这个一般用于实现角色脚下的法阵特效，比美术画出来的好使多了。
uv 坐标,uv,unity,游戏引擎

在这里附上庄懂老师的代码：

// 直角坐标转极坐标方法
float2 RectToPolar(float2 uv, float2 centerUV) {
     uv = uv - centerUV;                 // 将原点偏移到中心位置
     float theta = atan2(uv.y, uv.x);    // atan()的值域为[-π/2, π/2]，只能画半圆，一般不用; atan2()的值域为[-π, π]，刚好画出一个完整的圆
     float r = length(uv);
     return float2(theta, r);
}

// 输出结构>>>像素
half4 frag(VertexOutput i) : COLOR {
     // 直角坐标转极坐标
     float2 thetaR = RectToPolar(i.uv, float2(0.5, 0.5));
     // 极坐标转纹理采样UV
     float2 polarUV = float2(
         thetaR.x / 3.141593 * 0.5 + 0.5,    // θ从[-π, π]映射到[0, 1]
         thetaR.y + frac(_Time.x * 3.0)      // r随时间流动
     );
      // 采样MainTex
      half4 var_MainTex = tex2D(_MainTex, polarUV);
      // 处理最终输出
      half3 finalRGB = (1 - var_MainTex.rgb) * _Color;
      half opacity = (1 - var_MainTex.r) * _Opacity * i.color.r;
      // 返回值
      return half4(finalRGB * opacity, opacity);
}