3D优化之ShadowGun系列一：旗子飘扬效果实现方法及shader注解

先看效果：

飘动全是使用shader偏移顶点

的位置做的

几个点：

1、顶点数据的alpha值，标识了受风的权重。alpha越大，受风越厉害。

通过观察模型可以看出这点。而shader里这句也有说明。

以_Time作为参数，使用frac来取模，形成周期性的动画。

下面是注释后的shader

// - Unlit
// - Per-vertex (virtual) camera space specular light
// - SUPPORTS lightmap

Shader "MADFINGER/Environment/Lightmap + Wind" {
Properties {
   _MainTex ("Base (RGB) Gloss (A)", 2D) = "white" {}
   _Wind("Wind params",Vector) = (1,1,1,1)
   _WindEdgeFlutter("Wind edge fultter factor", float) = 0.5
   _WindEdgeFlutterFreqScale("Wind edge fultter freq scale",float) = 0.5
}

SubShader {
   Tags {"Queue"="Transparent" "RenderType"="Transparent" "LightMode"="ForwardBase"}
   LOD 100

   Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha
   Cull Off ZWrite Off


   CGINCLUDE
   #include "UnityCG.cginc"
   #include "TerrainEngine.cginc"
   sampler2D _MainTex;
   float4 _MainTex_ST;
   samplerCUBE _ReflTex;

   #ifndef LIGHTMAP_OFF       //lightmap是否开启。如果没有关闭lightmap。就给lightmap支持下。
   float4 unity_LightmapST;
   sampler2D unity_Lightmap;
   #endif

   float _WindEdgeFlutter;           //风导致旗帜震动的振幅
   float _WindEdgeFlutterFreqScale; //风的时间流逝速度，影响频率，控制旗子反复摆动的周期

struct v2f {
       float4 pos : SV_POSITION;
       float2 uv : TEXCOORD0;
       #ifndef LIGHTMAP_OFF       //开启lightmap的时候，要使用
       float2 lmap : TEXCOORD1;
       #endif
       fixed3 spec : TEXCOORD2;
   };

inline float4 AnimateVertex2(float4 pos, float3 normal, float4 animParams,float4 wind,float2 time)
{
   // animParams stored in color
   // animParams.x = branch phase
   // animParams.y = edge flutter factor
   // animParams.z = primary factor
   // animParams.w = secondary factor

float fDetailAmp = 0.1f;
   float fBranchAmp = 0.3f;

   // Phases (object, vertex, branch)
   float fObjPhase = dot(_Object2World[3].xyz, 1); //这一行直接写1也行，_Object2World[3],一般情况下应该是0，0，0，1
   float fBranchPhase = fObjPhase + animParams.x; //由于animParams.x是0，这个也是1

   float fVtxPhase = dot(pos.xyz, animParams.y + fBranchPhase); //根据x,y,z,和振幅+1点乘。离远点越远，这个值越大。受振幅影响

   // x is used for edges; y is used for branches
   float2 vWavesIn = time + float2(fVtxPhase, fBranchPhase ); //vWavesIn第一项是点的相位*时间流逝率，第二项就是时间+1.

   // 1.975, 0.793, 0.375, 0.193 are good frequencies
   float4 vWaves = (frac( vWavesIn.xxyy * float4(1.975, 0.793, 0.375, 0.193) ) * 2.0 - 1.0); // 将结果乘以频率，对一取模，然后乘以2，再减一

   vWaves = SmoothTriangleWave( vWaves ); //一个优化的正弦波计算。
   float2 vWavesSum = vWaves.xz + vWaves.yw; //振幅叠加，以免太正弦了。

// Edge (xz) and branch bending (y)
   float3 bend = animParams.y * fDetailAmp * normal.xyz; //沿法线方向根据振幅和参数缩放一个值
   bend.y = animParams.w * fBranchAmp;                   //y根据受风能力，乘以一个参数
   pos.xyz += ((vWavesSum.xyx * bend) + (wind.xyz * vWavesSum.y * animParams.w)) * wind.w; //再次根据受风能力进行影响。

// Primary bending
   // Displace position
   pos.xyz += animParams.z * wind.xyz; //根据受风能力，再次扩大。

   return pos;
}

v2f vert (appdata_full v)
   {
       v2f o;

       float4   wind;

       float           bendingFact   = v.color.a;

       wind.xyz   = mul((float3x3)_World2Object,_Wind.xyz); //风的方向转为物体坐标。wind参数的xyz表示风的世界坐标的方向。_Wind为风的个方向强度
       wind.w       = _Wind.w * bendingFact;                       //每个顶点的颜色的alpha值表示此点受风变化的强度。旗子底部这个值较大。wind参数的w表示风力


       float4   windParams   = float4(0,_WindEdgeFlutter,bendingFact.xx); //0,旗子振幅，每个顶点的受风强度值
       float        windTime        = _Time.y * float2(_WindEdgeFlutterFreqScale,1); //风的时间流逝速度
       float4   mdlPos           = AnimateVertex2(v.vertex,v.normal,windParams,wind,windTime); //计算受风之后的位置

       o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP,mdlPos);
       o.uv = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex);

       o.spec = v.color;

       #ifndef LIGHTMAP_OFF
       o.lmap = v.texcoord1.xy * unity_LightmapST.xy + unity_LightmapST.zw;
       #endif

       return o;
   }
   ENDCG

Pass {
       CGPROGRAM
       #pragma debug
       #pragma vertex vert
       #pragma fragment frag
       #pragma fragmentoption ARB_precision_hint_fastest       //片元着色器选择低精度的计算方式。5.0以后抛弃掉 fragmentoption的声明。
       fixed4 frag (v2f i) : COLOR
       {
           fixed4 tex = tex2D (_MainTex, i.uv);

           fixed4 c;
           c.rgb = tex.rgb;
           c.a = tex.a;

           #ifndef LIGHTMAP_OFF
           fixed3 lm = DecodeLightmap (tex2D(unity_Lightmap, i.lmap));
           c.rgb *= lm;
           #endif

           return c;
       }
       ENDCG
   }
}
}

中间多次根据风力进行修正的地方，作者写的蛮复杂，不写那么复杂，效果看起来也还行。

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