Unity shader之水屏幕
发表于2018-04-26
前面和大家介绍过shader屏幕油画特效的实现，本篇文章也有利用其中的原理，下面就来看看使用shader实现水屏幕特效的方法吧。
首先创建一个顶点片段shader,将内容修改如下：
Shader "Custom/waterCamera" ｛
Properties ｛
//主纹理
_MainTex("Base (RGB)",2D)="white"｛｝
//屏幕水滴的素材图
_ScreenWaterDropTex("Base (RGB)",2D)="white"｛｝
//当前时间
_CurTime("Time",Range(0.0,1.0))=1.0
//X坐标上的水滴尺寸
_SizeX("SizeX",Range(0.0,1.0))=1.0
//Y坐标上的水滴尺寸
_SizeY("SizeY",Range(0.0,1.0))=1.0
//水滴的流动速度
_DropSpeed("Speed",Range(0.0,10.0))=1.0
//溶解度
_Distortion("_Distortion",Range(0.0,1.0))=0.87
｝
SubShader ｛
Pass
｛
//设置深度测试模式:渲染所有像素.等同于关闭透明度测试（AlphaTest Off）
ZTest Always
//===========开启CG着色器语言编写模块===========
CGPROGRAM
//编译指令:告知编译器顶点和片段着色函数的名称
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
//添加选项到编译的OpenGL 片段程序。
#pragma fragmentoption ARB_precision_hint_fastest
//编译指令: 指定着色器编译目标为Shader Model 3.0
#pragma target 3.0
//包含辅助CG头文件
#include "UnityCG.cginc"
//外部变量的声明
uniform sampler2D _MainTex;
uniform sampler2D _ScreenWaterDropTex;
uniform float _CurTime;
uniform float _DropSpeed;
uniform float _SizeX;
uniform float _SizeY;
uniform float _Distortion;
uniform float2 _MainTex_TexelSize;
//顶点输入结构
struct vertexInput
｛
float4 vertex : POSITION;//顶点位置
float4 color : COLOR;//颜色值
float2 texcoord : TEXCOORD0;//一级纹理坐标
｝;
//顶点输出结构
struct vertexOutput
｛
half2 texcoord:TEXCOORD0; //一级纹理坐标
float4 vertex : SV_POSITION; //像素位置
fixed4 color:COLOR; //颜色值
｝;
//--------------------------------【顶点着色函数】-----------------------------
// 输入：顶点输入结构体
// 输出：顶点输出结构体
//---------------------------------------------------------------------------------
vertexOutput vert(vertexInput Input)
｛
//【1】声明一个输出结构对象
vertexOutput Output;
//【2】填充此输出结构
//输出的顶点位置为模型视图投影矩阵乘以顶点位置，也就是将三维空间中的坐标投影到了二维窗口
Output.vertex=mul(UNITY_MATRIX_MVP,Input.vertex);
//输出的纹理坐标也就是输入的纹理坐标
Output.texcoord=Input.texcoord;
//输出的颜色值也就是输入的颜色值
Output.color=Input.color;
//【3】返回此输出结构对象
return Output;
｝
//--------------------------------【片段着色函数】-----------------------------
// 输入：顶点输出结构体
// 输出：float4型的颜色值
//---------------------------------------------------------------------------------
fixed4 frag(vertexOutput Input):COLOR
｛
//【1】获取顶点的坐标值
float2 uv = Input.texcoord.xy;
//【2】解决平台差异的问题。校正方向，若和规定方向相反，则将速度反向并加1
#if UNITY_UV_STARTS_AT_TOP
if (_MainTex_TexelSize.y < 0)
_DropSpeed = 1 - _DropSpeed;
#endif
//【3】设置三层水流效果，按照一定的规律在水滴纹理上分别进行取样
float3 rainTex1 = tex2D(_ScreenWaterDropTex,float2(uv.x * 1.15 * _SizeX,(uv.y*_SizeY * 1.1)+_CurTime*_DropSpeed*0.15)).rgb/_Distortion;
float3 rainTex2 = tex2D(_ScreenWaterDropTex,float2(uv.x*1.25*_SizeX-0.1,(uv.y*_SizeY*1.2)+_CurTime*_DropSpeed*0.2)).rgb/_Distortion;
float3 rainTex3=tex2D(_ScreenWaterDropTex,float2(uv.x*0.9*_SizeX,(uv.y*_SizeY*1.25)+_CurTime*_DropSpeed*0.032)).rgb/_Distortion;
//【4】整合三层水流效果的颜色信息，存于finalRainTex中
float2 finalRainTex=uv.xy-(rainTex1.xy-rainTex2.xy-rainTex3.xy)/3;
//【5】按照finalRainTex的坐标信息，在主纹理上进行采样
float3 finalColor = tex2D(_MainTex, float2(finalRainTex.x, finalRainTex.y)).rgb;
//【6】返回加上alpha分量的最终颜色值
return fixed4(finalColor, 1.0);
｝
//===========结束CG着色器语言编写模块===========
ENDCG
｝
｝
FallBack "Diffuse"
｝ 接着创建一个脚本挂在摄像机上，如下：
using UnityEngine;
using System.Collections;
[ExecuteInEditMode]
public class WaterScreen : MonoBehaviour ｛
//-------------------变量声明部分-------------------
#region Variables
//着色器和材质实例
public Shader CurShader; // 着色器实例
private Material CurMaterial; //当前的材质
//时间变量和素材图的定义
private float TimeX = 1.0f; //时间变量
private Texture2D ScreenWaterDropTex; //屏幕水滴的素材图
//可以再编辑器中调整的参数值
[Range(5, 64), Tooltip("溶解度")]
public float Distortion = 8.0f;
[Range(0, 7), Tooltip("水滴在X坐标上的尺寸")]
public float SizeX = 1f;
[Range(0, 7), Tooltip("水滴在Y坐标上的尺寸")]
public float SizeY = 0.5f;
[Range(0, 10), Tooltip("水滴的流动速度")]
public float DropSpeed = 3.6f;
//用于参数调节的中间变量
public static float ChangeDistortion;
public static float ChangeSizeX;
public static float ChangeSizeY;
public static float ChangeDropSpeed;
#endregion
//-------------------------材质的get&set----------------------------
#region MaterialGetAndSet
Material material
｛
get
｛
if (CurMaterial == null)
｛
CurMaterial = new Material(CurShader);
CurMaterial.hideFlags = HideFlags.HideAndDontSave;
｝
return CurMaterial;
｝
｝
#endregion
//-----------------------------------------【Start()函数】---------------------------------------------
// 说明：此函数仅在Update函数第一次被调用前被调用
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void Start()
｛
//依次赋值
ChangeDistortion = Distortion;
ChangeSizeX = SizeX;
ChangeSizeY = SizeY;
ChangeDropSpeed = DropSpeed;
//载入素材图
ScreenWaterDropTex = Resources.Load("ScreenWaterDrop") as Texture2D;
//找到当前的Shader文件
CurShader = Shader.Find("Custom/waterCamera");
//判断是否支持屏幕特效
if (!SystemInfo.supportsImageEffects)
｛
enabled = false;
return;
｝
｝
//-------------------------------------【OnRenderImage()函数】------------------------------------
// 说明：此函数在当完成所有渲染图片后被调用，用来渲染图片后期效果
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void OnRenderImage(RenderTexture sourceTexture, RenderTexture destTexture)
｛
//着色器实例不为空，就进行参数设置
if (CurShader != null)
｛
//时间的变化
TimeX += Time.deltaTime;
//时间大于100，便置0，保证可以循环
if (TimeX > 100) TimeX = 0;
//设置Shader中其他的外部变量
material.SetFloat("_CurTime", TimeX);
material.SetFloat("_Distortion", Distortion);
material.SetFloat("_SizeX", SizeX);
material.SetFloat("_SizeY", SizeY);
material.SetFloat("_DropSpeed", DropSpeed);
material.SetTexture("_ScreenWaterDropTex", ScreenWaterDropTex);
//拷贝源纹理到目标渲染纹理，加上我们的材质效果
Graphics.Blit(sourceTexture, destTexture, material);
｝
//着色器实例为空，直接拷贝屏幕上的效果。此情况下是没有实现屏幕特效的
else
｛
//直接拷贝源纹理到目标渲染纹理
Graphics.Blit(sourceTexture, destTexture);
｝
｝
//-----------------------------------------【OnValidate()函数】--------------------------------------
// 说明：此函数在编辑器中该脚本的某个值发生了改变后被调用
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void OnValidate()
｛
ChangeDistortion = Distortion;
ChangeSizeX = SizeX;
ChangeSizeY = SizeY;
ChangeDropSpeed = DropSpeed;
｝
//-----------------------------------------【Update()函数】------------------------------------------
// 说明：此函数在每一帧中都会被调用
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void Update()
｛
//若程序在运行，进行赋值
if (Application.isPlaying)
｛
//赋值
Distortion = ChangeDistortion;
SizeX = ChangeSizeX;
SizeY = ChangeSizeY;
DropSpeed = ChangeDropSpeed;
｝
//找到对应的Shader文件，和纹理素材
#if UNITY_EDITOR
if (Application.isPlaying != true)
｛
CurShader = Shader.Find("Custom/waterCamera");
ScreenWaterDropTex = Resources.Load("ScreenWaterDrop") as Texture2D;
｝
#endif
｝
//-----------------------------------------【OnDisable()函数】---------------------------------------
// 说明：当对象变为不可用或非激活状态时此函数便被调用
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void OnDisable()
｛
if (CurMaterial)
｛
//立即销毁材质实例
DestroyImmediate(CurMaterial);
｝
｝
｝