Unity Shader 玻璃材质

玻璃材质

要知道玻璃的实现原理那么首先要知道玻璃的原理。

在现实世界的情况下：

1.在正常透明不模糊的玻璃下，透过玻璃看外界，基本上和不用玻璃没有太大差别。基本上就是透视。

2.在模糊的玻璃下，透过玻璃看外界，可以看到因为玻璃模糊导致透过玻璃看到的外界画面有点扭曲不清楚的感觉。这是一种模糊的扰动现象。

3.在漆黑的玻璃下，或者晚上，我们透过正常不模糊的玻璃看想外界时会发现看不到任何东西，反而看到的是自己在镜子里的样子。这是一种反射现象。

由上不同时间的玻璃影响可得到玻璃的三个效果，正常透视、模糊扰动、以及反射效果。

实现原理：

1.通过GrabPass得到我们屏幕中看到的画面，然后采样NormalMap贴图，进行扰动偏移，通过扰动偏移值采样GrabPass得到模糊扰动颜色。

2. 在通过采样CubeMap得到反射颜色。

3. 通过采样得到的模糊扰动颜色和反射颜色做个过度。

总结：
当扰动权重和法线强度为0时，玻璃为透视状态。
当扰动权重和法线图强度越大时，模糊扰动效果越强烈。
当不需要玻璃扰动时，就只有反射效果。

玻璃的三种效果

1.正常透视效果

2.模糊扰动效果

3.夜晚反射效果因为视角的后面只有一个Cube和球体，所以反射的是下图2红框的效果：

玻璃后面

附上源码：

Shader "Unlit/Glass"
{Properties{_MainTex ("Texture", 2D) = "white" { }_BumpMap ("BunpMap", 2D) = "while" { }_BumpScale ("BumpScale", Range(0, 2)) = 0.5_Diffuse ("Diffuse", Color) = (1, 1, 1, 1)_CubeMap ("CubeMap", Cube) = "_Skybox" { }_DisturbionInstensity ("DisturbionInstensity", Range(0, 100)) = 0.5  //扰乱程度_RefrationAmount("RefrationAmount", range(0, 1)) = 0.5//折射扰动程度}SubShader{//设置渲染顺序为最后渲染，这样抓到的屏幕图形则是在所有物体渲染完成后的图像Tags { "RenderType" = "Opaque" "Queue" = "Overlay" }LOD 100//定义抓屏通道  {"_GrabPassTexture"}  表示抓屏的名称，如果声明的抓屏的名称，只需在shader中在声明一下，Unity会自动把抓屏的图形填充到我们声明的_GradaPss中//如果不填写抓屏的名称，那么Unity就会默认使用_GrabTexture进行保存GrabPass{"_GrabPassTexture"}Pass{CGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#include "UnityCG.cginc"#include "Lighting.cginc"struct v2f{float4 vertex: SV_POSITION;float4 uv: TEXCOORD0;float4 temp1: TEXCOORD1;float4 temp2: TEXCOORD2;float4 temp3: TEXCOORD3;float4 srcPos: TEXCOORD4;};sampler2D _MainTex;fixed4 _MainTex_ST;sampler2D _BumpMap;fixed4 _BumpMap_ST;float _BumpScale;float4 _Diffuse;samplerCUBE _CubeMap;fixed _DisturbionInstensity;fixed _RefrationAmount;//抓屏Texture属性sampler2D _GrabPassTexture;fixed4 GrabPass_TexelSize;v2f vert(appdata_full v){//o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _GrabPassTexture);//因为采样得到的图片是反的所以我们这里翻转X轴//o.uv.x=1-o.uv.x;v2f o;o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);o.uv.xy = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex);//获取主贴图UVo.uv.zw = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _BumpMap);//获取法线贴图UV//计算屏幕空间o.srcPos = ComputeGrabScreenPos(o.vertex);float3 WorldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;//获取世界坐标float3 worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);//获取世界法线float3 worldTangent = UnityObjectToWorldDir(v.tangent.xyz); //获取切线float3 WorldBinormal = cross(worldNormal, worldTangent) * v.tangent.w;//获取副切线//按列摆放得到从切线空间到世界空间的旋转矩阵o.temp1 = float4(worldTangent.x, WorldBinormal.x, worldNormal.x, WorldPos.x);o.temp2 = float4(worldTangent.y, WorldBinormal.y, worldNormal.y, WorldPos.y);o.temp3 = float4(worldTangent.z, WorldBinormal.z, worldNormal.z, WorldPos.z);return o;}fixed4 frag(v2f i): SV_Target{// sample the texture//fixed4 col = tex2D(_GrabPassTexture, i.uv);//return col;//采样主贴图float3 albedo = tex2D(_MainTex, i.uv.xy).rgb * _Diffuse.rgb;//解析 参数float3 WorldPos = float3(i.temp1.w, i.temp2.w, i.temp3.w);//获取世界坐标float3 ViewDir = normalize(UnityWorldSpaceViewDir(WorldPos));//获取视角向量//采样法线贴图float4 normalPack = tex2D(_BumpMap, i.uv.zw);float3 tangentNormal = UnpackNormal(normalPack); //解压法线贴图tangentNormal.xy *= _BumpScale;//关联xy//切线空间转换到世界坐标float3 worldTangentNormal = normalize(float3(dot(i.temp1.xyz, tangentNormal), dot(i.temp2.xyz, tangentNormal), dot(i.temp3.xyz, tangentNormal))) ;//计算扰动偏移值fixed2 offest = tangentNormal.xy * _DisturbionInstensity * GrabPass_TexelSize.xy;i.srcPos.xy = offest * i.srcPos.z + i.srcPos.xy;//采样GrabPass并进行其次除法 因为裁剪空间并没有进行其次除法，我们要手动算出，不然得到的画面会很怪fixed3 refraColor = tex2D(_GrabPassTexture, i.srcPos.xy / i.srcPos.w);//fixed3 refraColor2 = texCUBE(_CubeMap,refract(-ViewDir,worldTangentNormal,_DisturbionInstensity)).rgb; //采样CubeMap  反射fixed3 refColor = texCUBE(_CubeMap, reflect(-ViewDir, worldTangentNormal)).rgb;//混合颜色  当折射为0 时显示反射+环境反射fixed3 color = ((1-_RefrationAmount)*refColor   +refraColor*_RefrationAmount)*albedo ;//这个公式可以增加玻璃的厚度，让玻璃更加明显，但弊端会有一些不该有的折射的东西，所以如果只追求折射扰动，可以使用，算是额外效果。//fixed3 color = ((1-_RefrationAmount)*refColor   +refraColor*_RefrationAmount +(1-_RefrationAmount*refraColor) )*albedo ; return fixed4(color, 1);}ENDCG}}
}

效果过就这个样子了，其中重要的，也就是GrabPass抓屏、计算扰动程度采样抓屏图和采样CubeMap得到反射颜色，最后进行融合。

当然，还有效果优化的空间。
如果有其中有不当处理或者误点欢迎大佬们指正错误。

努力积才能，壹叶便成名！

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