顶点平移/缩放/旋转/案例动画

顶点平移

在AlphaBlend基础上,追加Y轴向上周期性位移

代码部分

Translation

对一个顶点位置信息做一个处理,这个处理就是顶点动画

这个方法没用常规return返回方法,它的返回值是void

inout : 为这个参数给了一张出入的通行证,后面的参数可以进入Inout做一些操作,然后再跑出去,那这样一个参数它在方法内就可能会被改变,而不需要返回其它的值

顶点平移/核心代码分析

时间乘以一个时间流动的速度,这样我们可以控制动画的快慢,为了保证这个浮点的精度,我们对乘完的结果取余, 然后让时间的流动保持在0-1的区间,但是我们外面用的是一个sin的函数,所以0-1是不行的,我们要让里面的这个值是0-6.283185,所以要乘以一个2π(TWO_PI),乘完2π在用sin这个周期性的函数给括上,它就可以做这样一个周期性的波动,得到这个波动之后,我们还想控制它的波动的范围,所以我们乘以一个范围_MoveRange的变量,这样我们就会得到一个上下起伏的偏移值,我们要把这个偏移值加到原本的Y轴数值上去,这就是一个顶点动画的过程.

Shader "AP01/L19/Translation"
{Properties{_MainTex        ("RGB:颜色 A:透贴", 2d) = "gray"{}_Opacity        ("透明度", range(0, 1)) = 0.5_MoveRange      ("移动范围", range(0.0, 3.0)) = 1.0_MoveSpeed      ("移动速度", range(0.0, 3.0)) = 1.0}SubShader{Tags{"Queue"="Transparent"               // 调整渲染顺序"RenderType"="Transparent"          // 对应改为Cutout"ForceNoShadowCasting"="True"       // 关闭阴影投射"IgnoreProjector"="True"            // 不响应投射器}Pass{Name "FORWARD"Tags { "LightMode"="ForwardBase" }Blend One OneMinusSrcAlpha          // 修改混合方式One/SrcAlpha OneMinusSrcAlphaCGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#include "UnityCG.cginc"#pragma multi_compile_fwdbase_fullshadows#pragma target 3.0// 输入参数uniform sampler2D _MainTex; uniform float4 _MainTex_ST;uniform half _Opacity;uniform float _MoveRange;uniform float _MoveSpeed;// 输入结构struct VertexInput{float4 vertex : POSITION;       // 顶点位置 总是必要float2 uv : TEXCOORD0;          // UV信息 采样贴图用};// 输出结构struct VertexOutput{float4 pos : SV_POSITION;       // 顶点位置 总是必要float2 uv : TEXCOORD0;          // UV信息 采样贴图用};// 声明常量#define TWO_PI 6.283185// 顶点动画方法void Translation (inout float3 vertex){vertex.y += _MoveRange * sin(frac(_Time.z * _MoveSpeed) * TWO_PI);}// 输入结构>>>顶点Shader>>>输出结构VertexOutput vert (VertexInput v){VertexOutput o = (VertexOutput)0;Translation(v.vertex.xyz);o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);    // 顶点位置 OS>CSo.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);       // UV信息 支持TilingOffsetreturn o;}// 输出结构>>>像素half4 frag(VertexOutput i) : COLOR{half4 var_MainTex = tex2D(_MainTex, i.uv);      // 采样贴图 RGB颜色 A透贴half3 finalRGB = var_MainTex.rgb;half opacity = var_MainTex.a * _Opacity;return half4(finalRGB * opacity, opacity);                // 返回值}ENDCG}}
}

顶点缩放

在AlphaBlend基础上,基于模型原点追加周期性缩放

Scaling 

缩放一般都是用乘法,算出它缩放的一个比例,去做一个周期性的变化,再去乘之(平移是加,缩放是乘)

顶点缩放/核心代码分析 

平移是用加法,缩放是用乘法,在一个不希望产生一个例如是-20%的结果,所以想要在原本100%比例大小的范围上去做一个浮动,所以前面要加一个1.0(1.0就是100%)

另外需要在面板上设置为Range,避免滑动过程中出现负向缩放

Shader "AP01/L19/Scaling"
{Properties{_MainTex        ("RGB:颜色 A:透贴", 2d) = "gray"{}_Opacity        ("透明度", range(0, 1)) = 0.5_ScaleRange     ("缩放范围", range(0.0, 0.5)) = 0.2_ScaleSpeed     ("缩放速度", range(0.0, 3.0)) = 1.0}SubShader{Tags{"Queue"="Transparent"               // 调整渲染顺序"RenderType"="Transparent"          // 对应改为Cutout"ForceNoShadowCasting"="True"       // 关闭阴影投射"IgnoreProjector"="True"            // 不响应投射器}Pass{Name "FORWARD"Tags { "LightMode"="ForwardBase" }Blend One OneMinusSrcAlpha          // 修改混合方式One/SrcAlpha OneMinusSrcAlphaCGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#include "UnityCG.cginc"#pragma multi_compile_fwdbase_fullshadows#pragma target 3.0// 输入参数uniform sampler2D _MainTex; uniform float4 _MainTex_ST;uniform half _Opacity;uniform float _ScaleRange;uniform float _ScaleSpeed;// 输入结构struct VertexInput{float4 vertex : POSITION;       // 顶点位置 总是必要float2 uv : TEXCOORD0;          // UV信息 采样贴图用};// 输出结构struct VertexOutput{float4 pos : SV_POSITION;       // 顶点位置 总是必要float2 uv : TEXCOORD0;          // UV信息 采样贴图用};// 声明常量#define TWO_PI 6.283185// 顶点动画方法void Scaling (inout float3 vertex){vertex *= 1.0 + _ScaleRange * sin(frac(_Time.z * _ScaleSpeed) * TWO_PI);}// 输入结构>>>顶点Shader>>>输出结构VertexOutput vert (VertexInput v){VertexOutput o = (VertexOutput)0;Scaling(v.vertex.xyz);o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);    // 顶点位置 OS>CSo.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);       // UV信息 支持TilingOffsetreturn o;}// 输出结构>>>像素half4 frag(VertexOutput i) : COLOR{half4 var_MainTex = tex2D(_MainTex, i.uv);      // 采样贴图 RGB颜色 A透贴half3 finalRGB = var_MainTex.rgb;half opacity = var_MainTex.a * _Opacity;return half4(finalRGB * opacity, opacity);                // 返回值}ENDCG}}
}

顶点旋转

在AlphaBlend基础上,基于模型Y轴(竖向)追加周期性旋转

代码部分

以平移为例子,确定了平移的偏移量

我们将平移量作用到顶点数据上去

顶点旋转/核心代码分析

取到时间,对时间做一个速度上的缩放,然后再对其进行取一个余,然后乘一个2π,用这样一个值去驱动Sin函数,得到一个-1到1的波动的数值,然后用-1到1去乘以一个_RotateRange这样一个范围,就得到角度的偏移

对角度的应用,首先将角度转成弧度,方便后面三角函数的运算,因为三角函数取的参数是弧度而不是角度

Shader "AP01/L19/Rotation"
{Properties{_MainTex        ("RGB:颜色 A:透贴", 2d) = "gray"{}_Opacity        ("透明度", range(0, 1)) = 0.5_RotateRange    ("旋转范围", range(0.0, 45.0)) = 20.0_RotateSpeed    ("旋转速度", range(0.0, 3.0)) = 1.0}SubShader{Tags{"Queue"="Transparent"               // 调整渲染顺序"RenderType"="Transparent"          // 对应改为Cutout"ForceNoShadowCasting"="True"       // 关闭阴影投射"IgnoreProjector"="True"            // 不响应投射器}Pass{Name "FORWARD"Tags { "LightMode"="ForwardBase"  }Blend One OneMinusSrcAlpha          // 修改混合方式One/SrcAlpha OneMinusSrcAlphaCGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#include "UnityCG.cginc"#pragma multi_compile_fwdbase_fullshadows#pragma target 3.0// 输入参数uniform sampler2D _MainTex; uniform float4 _MainTex_ST;uniform half _Opacity;uniform float _RotateRange;uniform float _RotateSpeed;// 输入结构struct VertexInput{float4 vertex : POSITION;       // 顶点位置 总是必要float2 uv : TEXCOORD0;          // UV信息 采样贴图用};// 输出结构struct VertexOutput{float4 pos : SV_POSITION;       // 顶点位置 总是必要float2 uv : TEXCOORD0;          // UV信息 采样贴图用};// 声明常量#define TWO_PI 6.283185// 顶点动画方法void Rotation (inout float3 vertex){float angleY = _RotateRange * sin(frac(_Time.z * _RotateSpeed) * TWO_PI);float radY = radians(angleY);float sinY, cosY = 0;sincos(radY, sinY, cosY);vertex.xz = float2
(vertex.x * cosY - vertex.z * sinY,vertex.x * sinY + vertex.z * cosY);}// 输入结构>>>顶点Shader>>>输出结构VertexOutput vert (VertexInput v){VertexOutput o = (VertexOutput)0;Rotation(v.vertex.xyz);o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);    // 顶点位置 OS>CSo.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);       // UV信息 支持TilingOffsetreturn o;}// 输出结构>>>像素half4 frag(VertexOutput i) : COLOR{half4 var_MainTex = tex2D(_MainTex, i.uv);      // 采样贴图 RGB颜色 A透贴half3 finalRGB = var_MainTex.rgb;half opacity = var_MainTex.a * _Opacity;return half4(finalRGB * opacity, opacity);                // 返回值}ENDCG}}
}

假设有一个向量a和b,a是从A指向B的一个向量,b是从A指向D的一个向量,那a+b和a-b分别是?

加法相当于把向量a,AB平移到D的位置,得到一个DC,然后把AD平移到B的位置,得到一个BC,这样就围城了一个平行四边形,那a+b等于从A指向C的向量,就相当于两个向量求它的和,就是将其拼成一个平行四边形,平行四边形的这两个对角一连线就是它们的和,它们另外一个对角就是它们的差,向量的差是指向被减数的,a-b当然是a被减

现在我们的模型是沿Y轴旋转,就当于Y轴上是没有变化的,只有X和Z轴有变化,现在假设模型上有一个点,它的坐标值是(X,Z),然后旋转一个角度theta之后,这个黑色的点就旋转到红色的点上了,我们已知原始点坐标是(X,Z),旋转theta角度之后,红色的坐标值是多少?如果我们知道这个坐标值跟这个旋转角theta的对应关系,代码也就可以写了

先将黑色的点理解为一个向量,这个向量就是从原点指向黑点的一个向量,这个向量的值也就是它的坐标值,然后将这个向量值根据它的X轴坐标和Z轴坐标分成两个向量,原始的向量等于这两个向量相加,很显然是一个平行四边形,这两个向量也同样旋转theta角度之后,就变成了红色的这两个向量,两个红色的向量相加也等于红色的坐标点,可以视作整个坐标系旋转了一个theta角,之前是一个长方形,旋转之后仍然是一个长方形,求原点指向红点的向量,知道红色的两个向量就可以了,红色向量是从黑色向量转过来的,旋转是不改变向量长度的,黑色向量长度是X,那旋转后的红色向量长度仍然是X,红色向量投影到X轴上的长度是CosX,邻边比斜边是Cos,知道斜边的长度,那邻边长度是X乘以Cos_theta,另一条边是对边比斜边,那就是X乘以Sin_theta,那红色坐标就是(X*Cos_theta,X*Sin_theta)

同样的,这个黑色的向量,它的长度就是Z,它旋转之后红色向量长度还是Z,那红色向量投影到X轴上的长度是对边比斜边Sin_theta,它投的是负的象限,就是-Sin_theta,那就是斜边的长度是Z,要乘以一个负的Sin_theta等于这个分量,然后Z轴上的分量是邻边比斜边,就是Z*Cos_theta,最后是分量相加

综合案例_幽灵夜巡

代码部分

核心代码分析

Shader "AP01/L19/AnimGhost"
{Properties{_MainTex        ("RGB:颜色 A:透贴", 2d) = "gray"{}_Opacity        ("透明度", range(0, 1)) = 0.5_ScaleParams    ("天使圈缩放 X:强度 Y:速度 Z:校正", vector) = (0.2, 1.0, 4.5, 0.0)_SwingXParams   ("X轴扭动 X:强度 Y:速度 Z:波长", vector) = (1.0, 3.0, 1.0, 0.0)_SwingZParams   ("Z轴扭动 X:强度 Y:速度 Z:波长", vector) = (1.0, 3.0, 1.0, 0.0)_SwingYParams   ("Y轴起伏 X:强度 Y:速度 Z:滞后", vector) = (1.0, 3.0, 0.3, 0.0)_ShakeYParams   ("Y轴摇头 X:强度 Y:速度 Z:滞后", vector) = (20.0, 3.0, 0.3, 0.0)}SubShader{Tags{"Queue"="Transparent"               // 调整渲染顺序"RenderType"="Transparent"          // 对应改为Cutout"ForceNoShadowCasting"="True"       // 关闭阴影投射"IgnoreProjector"="True"            // 不响应投射器}Pass{Name "FORWARD"Tags { "LightMode"="ForwardBase" }Blend One OneMinusSrcAlpha          // 修改混合方式One/SrcAlpha OneMinusSrcAlphaCGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#include "UnityCG.cginc"#pragma multi_compile_fwdbase_fullshadows#pragma target 3.0// 输入参数uniform sampler2D _MainTex; uniform float4 _MainTex_ST;uniform half _Opacity;uniform float4 _ScaleParams;uniform float3 _SwingXParams;uniform float3 _SwingZParams;uniform float3 _SwingYParams;uniform float3 _ShakeYParams;// 输入结构struct VertexInput{float4 vertex : POSITION;       // 顶点位置 总是必要float2 uv : TEXCOORD0;          // UV信息 采样贴图用float4 color : COLOR;           // 顶点色 遮罩用};// 输出结构struct VertexOutput{float4 pos : SV_POSITION;       // 顶点位置 总是必要float2 uv : TEXCOORD0;          // UV信息 采样贴图用float4 color : COLOR;};// 声明常量#define TWO_PI 6.283185// 顶点动画方法void AnimGhost (inout float3 vertex, inout float3 color){// 缩放天使圈float scale = _ScaleParams.x * color.g * sin(frac(_Time.z * _ScaleParams.y) * TWO_PI);vertex.xyz *= 1.0 + scale;vertex.y -=  _ScaleParams.z * scale;// 幽灵摆动float swingX = _SwingXParams.x * sin(frac(_Time.z * _SwingXParams.y + vertex.y * _SwingXParams.z) * TWO_PI);float swingZ = _SwingZParams.x * sin(frac(_Time.z * _SwingZParams.y + vertex.y * _SwingZParams.z) * TWO_PI);vertex.xz += float2(swingX, swingZ) * color.r;// 幽灵摇头float radY = radians(_ShakeYParams.x) * (1.0 - color.r) * sin(frac(_Time.z * _ShakeYParams.y - color.g * _ShakeYParams.z) * TWO_PI);float sinY, cosY = 0;sincos(radY, sinY, cosY);vertex.xz = float2(vertex.x * cosY - vertex.z * sinY,vertex.x * sinY + vertex.z * cosY);// 幽灵起伏float swingY = _SwingYParams.x * sin(frac(_Time.z * _SwingYParams.y - color.g * _SwingYParams.z) * TWO_PI);vertex.y += swingY;// 处理顶点色float lightness = 1.0 + color.g * 1.0 + scale * 2.0;color = float3(lightness, lightness, lightness);}// 输入结构>>>顶点Shader>>>输出结构VertexOutput vert (VertexInput v){VertexOutput o = (VertexOutput)0;AnimGhost(v.vertex.xyz, v.color.rgb);o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);    // 顶点位置 OS>CSo.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);       // UV信息 支持TilingOffseto.color = v.color;return o;}// 输出结构>>>像素half4 frag(VertexOutput i) : COLOR{half4 var_MainTex = tex2D(_MainTex, i.uv);      // 采样贴图 RGB颜色 A透贴half3 finalRGB = var_MainTex.rgb * i.color.rgb;half opacity = var_MainTex.a * _Opacity;return half4(finalRGB * opacity, opacity);                // 返回值}ENDCG}}
}