读书笔记10《Unity Shader入门精要》

第 11 章 让画面动起来

Unity Shader 中的内置变量

名称	类型	描述
_Time	float4	t 是自场景加载开始所经过的时间，4 个分量的值分别是(t/20, t, 2t, 3t)
_SinTime	float4	t 是时间的正弦值，4 个分量的值分别是（t/8, t/4, t/2, t）
_CosTime	float4	t 是时间的余弦值，4 个分量的值分别是（t/8, t/4, t/2, t）
unity_DeltaTime	float4	dt 是时间增量，4 个分量的值分别是（dt，1/dt，smoothDt，1/smoothDt）

纹理动画

序列帧动画

实践

在 Unity 中编写可以播放序列帧动画的 Shader。

• Edit Mode 下 Time 的更新不是实时的，所以序列帧动画看起来是卡顿的。
• 在 Play Mode 下对材质的修改会被保留。

滚动的背景

实践

在 Unity 中编写滚动（双层）背景效果的 Shader。

顶点动画

流动的河流

用正弦函数等来模拟水流的波动效果

实践

在 Unity 中编写河流效果的 Shader。

• Tags {"DisableBatching"="True"}关闭批处理。因为批处理会合并所有相关的模型，导致模型各自的模型空间丢失。在本例中，我们需要在物体的模型空间下对顶点的位置进行偏移。

广告牌

广告牌技术（Billboarding）根据视角方向来旋转一个被纹理着色的多边形，使这个多边形看起来好像总是面对着摄像机。广告牌技术用处很多，比如渲染烟雾、云朵、闪光效果等。
广告牌技术的本质是构建旋转矩阵（一个变换矩阵需要 3 个基向量），广告牌技术用的基向量是表面法线（normal）、指向上的方向（up）、以及指向右的方向（right）。除此之外还需要一个锚点（anchor loaction），用来确定多边形在空间中的位置。
模拟草丛时，我们希望广告牌的指向上的方向永远是（0, 1, 0），法线随视角变化；而模拟粒子效果时，我们希望法线的方向是固定的，指向上的方向可以变化。

以模拟粒子效果的广告牌为例：

$$right=up\times normal$$ $$up'=normal\times right$$

这样可以得到用于旋转的 3 个正交基 $up'\text{ }normal\text{ }right$ 。

实践

在 Unity 中实现广告牌效果。

之所以使用 四边形（Quad），而不是屏幕（Plane），是因为我们的代码建立在一个竖直摆放的多边形的基础上，顶点结构在模型空间下是竖直排列的。这样才能使用 v.vertex 来计算得到正确的相对与中心的位置偏移量。

注意事项

• 顶点动画需要关闭批处理。（关闭批处理会带来一定的性能下降）
• 如果想要投射阴影，需要自定义 ShadowCaster Pass。