Unity中URP下实现深度贴花

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了Unity中URP下实现深度贴花。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。


前言

在游戏中,有很多用到贴画的地方。比如:地面污渍、地面喷漆、地面血迹、魔法阵、地裂等效果。
我们在这篇文章中,来用深度图实现一下贴画的效果。


一、场景设置

  • 使用之前的棋盘格设置一个场景,且在场景中,增加一些物体,来给贴花吸附。
  • 然后,我们创建一个面片用于承载贴花Shader
  • 我们要实现的贴花效果是会吸附在物体上的。
  • 但是,我们目前的面片没有这个功能,我们接下来就需要来实现贴花的吸附功能。
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二、实现思路

1、通过深度图求出像素所在视图空间的Z值

2、通过模型面片的求出像素在观察空间下的坐标值

3、结合两者求出 深度图中像素的 XYZ值

4、再将此坐标转换到模型的本地空间,把XY作为UV来进行纹理采样


三、URP下实现

1、通过深度图求出像素所在视图空间的Z值

  • 在URP设置中,开启深度图
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  • 申明 纹理 和 采样器

TEXTURE2D(_CameraDepthTexture);SAMPLER(sampler_CameraDepthTexture);

  • 在片元着色器,得到观察空间下的深度图Z值

float4 depthVS = 1;
float2 screenUV = i.positionCS.xy / _ScreenParams.xy;
half depthTex = SAMPLE_TEXTURE2D(_CameraDepthTexture,sampler_CameraDepthTexture,screenUV);
half depthZ = LinearEyeDepth(depthTex,_ZBufferParams);
depthVS.z = depthZ;

2、通过模型面片的求出像素在观察空间下的坐标值

  • 这步需要在 顶点着色器中完成
  • 在 片元着色器输入结构体 中,增加一条用于存储 模型观察空间坐标值

float3 positionVS : TEXCOORD3;

  • 在片元着色器中,将模型顶点 本地空间 转化为 观察空间

o.positionVS = TransformWorldToView(TransformObjectToWorld(o.positionOS));

3、结合两者求出 深度图中像素的 XYZ值

  • 我们来推导一下公式
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  • P P P 是模型上的点在观察空间下的值
  • W z W_z Wz 是深度图在观察空间下的Z值
  1. 我们先在 X o Z XoZ XoZ 平面下求出我们的 W x W_x Wx
    P z W z = P x W x \frac{P_z}{W_z}=\frac{P_x}{W_x} WzPz=WxPx
    W x = P x W z P z W_x = \frac{P_xW_z}{P_z} Wx=PzPxWz
    P z P_z Pz 为负数, W z W_z Wz为正数
    我们需要的比值只是一个长度关系。所以,需要乘以一个 − 1 -1 1
    W x = P x W z − P z W_x = \frac{P_xW_z}{-P_z} Wx=PzPxWz

  2. 然后,在 Y o Z YoZ YoZ 平面下求出我们的 W y W_y Wy
    W y = P y W z − P z W_y = \frac{P_yW_z}{-P_z} Wy=PzPyWz

depthVS.xy = i.positionVS.xy*depthZ/-i.positionVS.z;

4、再将此坐标转换到模型的本地空间,把XY作为UV来进行纹理采样

float4 depthWS = mul(unity_CameraToWorld,depthVS);
float4 depthOS = mul(unity_WorldToObject,depthWS);
float2 uv = depthOS.xy+0.5;
half4 mainTex = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex,sampler_MainTex,uv);


四、最终效果

Unity中URP下实现深度贴花,Unity,unity,游戏引擎文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-811976.html

//深度贴花
Shader "MyShader/URP/P4_4_2"
{
    Properties
    {
        [Header(MainTex)]
        _MainTex("MainTex",2D) = "white"{}

    }
    SubShader
    {
        Tags
        {
            //告诉引擎,该Shader只用于 URP 渲染管线
            "RenderPipeline"="UniversalPipeline"
            //渲染类型
            "RenderType"="Transparent"
            //渲染队列
            "Queue"="Transparent"
        }

        Pass
        {
            Blend One One
            ZWrite Off
            Name "Unlit"

            HLSLPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #pragma multi_compile_fog
            // 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"

            CBUFFER_START(UnityPerMaterial)
                float4 _MainTex_ST;
            CBUFFER_END

            TEXTURE2D(_MainTex);
            SAMPLER(sampler_MainTex);
            TEXTURE2D(_CameraDepthTexture);
            SAMPLER(sampler_CameraDepthTexture);
            //struct appdata
            //顶点着色器的输入
            struct Attributes
            {
                float3 positionOS : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            //struct v2f
            //片元着色器的输入
            struct Varyings
            {
                float4 positionCS : SV_POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float fogCoord : TEXCOORD1;
                float3 positionOS : TEXCOORD2;
                float3 positionVS : TEXCOORD3;
            };

            //v2f vert(Attributes v)
            //顶点着色器
            Varyings vert(Attributes v)
            {
                Varyings o = (Varyings)0;
                o.positionCS = TransformObjectToHClip(v.positionOS);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                o.fogCoord = ComputeFogFactor(o.positionCS.z);
                o.positionOS = v.positionOS;
                //2、通过模型面片的求出像素在观察空间下的坐标值
                o.positionVS = TransformWorldToView(TransformObjectToWorld(o.positionOS));
                return o;
            }

            //fixed4 frag(v2f i) : SV_TARGET
            //片元着色器
            half4 frag(Varyings i) : SV_TARGET
            {
                //思路:
                float4 depthVS = 1;
                //1、通过深度图求出像素所在视图空间的Z值
                float2 screenUV = i.positionCS.xy / _ScreenParams.xy;
                half4 depthTex = SAMPLE_TEXTURE2D(_CameraDepthTexture, sampler_CameraDepthTexture, screenUV);
                half depthZ = LinearEyeDepth(depthTex.r, _ZBufferParams);

                //2、通过模型面片的求出像素在观察空间下的坐标值
                //这个在顶点着色器中完成

                //3、结合两者求出 深度图中像素的 XYZ值
                depthVS.z = depthZ;
                depthVS.xy = i.positionVS.xy * depthZ / -i.positionVS.z;
                //4、再将此坐标转换到模型的本地空间,把XY作为UV来进行纹理采样
                float4 depthWS = mul(unity_CameraToWorld, depthVS);
                float4 depthOS = mul(unity_WorldToObject, depthWS);
                float2 uv = depthOS.xy + 0.5;

                half4 col = 0;
                half4 mainTex = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, uv);
                col += mainTex;

                return col;
            }
            ENDHLSL
        }
    }
}

到了这里,关于Unity中URP下实现深度贴花的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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