动态效果如下：

之前写过一个模拟血瓶效果的文章。

Lucifer：在Unity中完善一下Unreal模拟伪液体血瓶的效果zhuanlan.zhihu.com

那篇主要是为了模拟正确的液面，好进行比较正确的反射和投影等效果。这次的液体，从基本原理上来说，实现思路应该差不多。不过这次，因为瓶子已经不是规则形状了，所以，继续计算正确的液面应该就不现实了。这次还要配合瓶子的运动状态，液体的形态也要做出相应的正确改变。

先从实现思路上捋一下基本实现步骤：

1、内部液体的基本呈现：液体是要配合瓶子形状的，所以基本的实现思路就是将瓶子双Pass渲染，先将瓶子进行必要的顶点缩放，渲染内部液体，然后再渲染瓶子本身。

2、瓶内液面的位置设定：液体因为受重力影响，所以液面也总是会垂直于重力方向。所以对液体进行裁剪时，需要按照世界空间的高度进行裁剪。

所以其他先不考虑的情况下，我们可以先使用Shader，将上面两步实现出来。

一、建模，打开3dsMax软件(༼ つ ◕_◕ ༽つ程序员来学Max建模了)。

1、alt-W，将透视图(默认软件最右下角视图)最大化。

2、基本视图快捷键操作和基本建模操作。

视图：z，最大化视图。

p，f，t，l，透，前，顶，左视图。

鼠标中键，左右平移视图。

alt+鼠标中键，以选中物体为重心旋转视图。

鼠标滚轮：缩放视图。

操作：左键点选物体。

q、w、e、r，选取，移动，旋转，缩放物体。

鼠标右键：悬浮菜单。

3、创建一个简单的柱体。

依次在右侧主工具栏选择创建、模型、标准原型、柱体。

鼠标变为下图符号后：

在主视图左键按住，并拖动鼠标，创建圆片。然后松手，继续拖动鼠标拉出高度，等高度合适后，再次点击左键，创建出圆柱体。点击右键，取消创建命令。

4、调节圆柱体参数。

左键点击选中柱体，按F4，显示模型网格。移动模型到0，0，0位置。并在右侧修改菜单中，设置柱体的分段参数。如图：

调节完毕之后，右键将模型转为可编辑多边形。

5、造瓶体

建模方式有很多，我按照我习惯来说：

选择模型顶上的面，delete，删除。

顶面删除

选择体，并选择模型，进行一下缩放到符合一般酒瓶子的宽高比例。

然后选择上面的封闭线，按住shift，左键向上拉出并将拉出的边做一下缩放。

缩放一下，来制作酒瓶上方较窄的形状

重复以上步骤，直到拉出以下形体。

6、优化瓶口

不讲究的话，上面的瓶子就能导出成Fbx使用了，如果想做好点，就继续优化一下瓶口，同样使用上面的方法，调整成下面的形状。

7、导出Fbx

养成良好习惯，导出前，重置 一下模型的矩阵信息。

选择菜单、导出，并选择Fbx格式，导出模型即可。

Fbx导出设置这里请参考下图：

这样即可，其他设置在这里并不是重点。

下面提供一下测试用模型(我知道你们第一次建模，结果肯定惨不忍睹，就一个字：丑(●'◡'●))：

https://pan.baidu.com/link/zhihu/7thWzOuehUiWTQxmpFWv5BFWVmT5BjaQQ5lF==

二、Shader

按上面的思路，就是液体，瓶子渲染两遍就好了，没啥特别的。

Shader "Unlit/BottleLiquid_Test"{  Properties    {     _LiquidColor ("LiquidColor", Color) = (0.2,0.1,0.1,0.9)        _BottleColor("BottleColor", Color) = (0.55,0.95,0.45,0.5)  } SubShader {     Tags { "RenderType"="Transparent" "Queue" = "Transparent"}      LOD 100

     Pass//第一个pass先渲染瓶中的液体       {         Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha//这里要双面渲染液体            Cull off          CGPROGRAM#pragma vertex vert          #pragma fragment frag                       #include "UnityCG.cginc"

struct appdata          {             float4 vertex : POSITION;         };

struct v2f          {             float4 vertex : SV_POSITION;              };

          float4 _LiquidColor;

            v2f vert (appdata v)          {             v2f o;//这里就是对瓶子进行缩放，比例决定瓶子的厚度，后面加了一个向上的小偏移，因为瓶底儿应该更厚点儿。              float4 localPos = float4(0.9, 0.9, 0.98, 1) * v.vertex + float4(0, 0, 0.01, 0);             o.vertex = UnityObjectToClipPos(localPos);return o;            }

           fixed4 frag(v2f i) : SV_Target            {return _LiquidColor;           }         ENDCG     }

       Pass      {         Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha           CGPROGRAM#pragma vertex vert          #pragma fragment frag           #include "UnityCG.cginc"

struct appdata          {             float4 vertex : POSITION;         };

struct v2f          {             float4 vertex : SV_POSITION;          };

          float4 _BottleColor;

            v2f vert(appdata v)           {             v2f o;                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);return o;            }

           fixed4 frag(v2f i) : SV_Target            {return _BottleColor;           }         ENDCG     } }}

然后我们就得到了：

嗯，然后下一步就是控制液体的液面高度了。

猛地一想，貌似只要把高度超过一个定值的液体剪裁掉就可以了。

所以我们可以猛地先这么一写：

Shader中:

//增加属性液面高度_WaterLevel_WaterLevel ("WaterLevel", range(0.1, 1.5)) = 1.0

struct v2f{    float4 vertex : SV_POSITION;//顶点输出中增加世界空间坐标    float4 worldPos : TEXCOORD0;};

float _WaterLevel;

//VS中增加关于世界坐标的计算o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, localPos);

//PS中增加液体剪裁，高于设置的高度的液体就直接裁剪掉clip(_WaterLevel- i.worldPos.y);

嗯，调一下Level貌似有效：

但是，移动瓶子的时候，液体不跟着瓶子运动啊。。。。

十年之前，我不认识你，你不属于我 (￣_,￣ )

呃，好吧，还需要考虑瓶子本身的世界坐标，然后根据高度差来决定液面高度。

我们先这么猛地改一下试试：

//改写VS中获取世界坐标的计算，用来获取坐标差//o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, localPos);o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, localPos) - mul(unity_ObjectToWorld, float4(0,0,0,1));

哎，貌似可以了哎：

但是，一旋转就露馅了：

瓶子里面的液体不能保持体积啊。本来半瓶的液体，瓶子横过来，液体就满了。要是现实中的快乐水能这样，那真是ƪ(˘⌣˘)ʃ。

三、体积

好吧，终于还是到了这一步了，我们怎么才能让液体保持一个相对稳定的体积呢？瓶子可是不规则形状的，明显不能根据瓶子所处的状态，来硬性计算液面的相对高度啊。

那，如果把瓶子近似成一个规则形状呢，比如box？那我们在瓶子上加一个boxcollider试试？

添加Box Collider组件，然后调整一下刚好套住瓶子。这里为什么我把collider往下面调了一下，低于瓶口了呢？原因你们自己考虑，哈哈。

然后我们就可以根据BoxCollider的8个顶点坐标，来求某个体积的液体的液面了：

可是，这么想想，好复杂啊。能不能再简化一下啊？

最终简化：

直接通过根据collider的8个顶点的最高最低点的高度插值，来确定液体的液面高度。

嗯嗯，OK，就这么搞。

创建C#脚本，用来获取box collider的顶点，并将最高最低点坐标传入shader：

using System.Collections;using System.Collections.Generic;using UnityEngine;[RequireComponent(typeof(BoxCollider))]public class BoundingBox : MonoBehaviour {

private Material bottleLiquidMat;private BoxCollider bottleBox;//用来存储8个顶点的Local坐标    private Vector4[] localPos = new Vector4[8];

//x_最大值,y_最小值    private Vector3 volum;static readonly int _Volum = Shader.PropertyToID("_Volum");

//获取collider的顶点    void initializeVolum()    {   volum = Vector3.zero;    bottleBox = GetComponent();  Vector4 centerPos = bottleBox.center;    centerPos.w = 1.0f;  Vector4 boxSize = bottleBox.size;    boxSize.w = 0.0f;    localPos[0] = centerPos + 0.5f * boxSize;   localPos[1] = centerPos - 0.5f * boxSize;    localPos[2] = centerPos + 0.5f * new Vector4(-boxSize.x, boxSize.y, boxSize.z, boxSize.w);  localPos[3] = centerPos + 0.5f * new Vector4(-boxSize.x, -boxSize.y, boxSize.z, boxSize.w); localPos[4] = centerPos + 0.5f * new Vector4(-boxSize.x, boxSize.y, -boxSize.z, boxSize.w); localPos[5] = centerPos + 0.5f * new Vector4(boxSize.x, -boxSize.y, boxSize.z, boxSize.w);  localPos[6] = centerPos + 0.5f * new Vector4(boxSize.x, -boxSize.y, -boxSize.z, boxSize.w); localPos[7] = centerPos + 0.5f * new Vector4(boxSize.x, boxSize.y, -boxSize.z, boxSize.w);    }//计算collider的最低和最高的顶点世界坐标    Vector3 calculateVolum()    {   Vector3 Volum;    Matrix4x4 localToWorld = transform.localToWorldMatrix;   Volum.x = -9999999;  Volum.y = 9999999;   Vector4 worldPos;//判断一下最高最低点    for (int i = 0; i < 8; i++) {     worldPos = localToWorld * localPos[i];if (worldPos.y > Volum.x)           Volum.x = worldPos.y;if (worldPos.y < Volum.y)            Volum.y = worldPos.y;    } Volum.z = 0;return Volum;    }//初始和结束都将体积计算并赋值一下。    private void OnEnable()    {    bottleLiquidMat = GetComponent().material;if (bottleLiquidMat.HasProperty("_Volum"))   {     initializeVolum();        volum = calculateVolum();        bottleLiquidMat.SetVector(_Volum, volum); }    }private void OnDisable()    {if (bottleLiquidMat.HasProperty("_Volum"))   {     initializeVolum();        volum = calculateVolum();        bottleLiquidMat.SetVector(_Volum, volum); }    }//每帧判断瓶子是否移动了，重新给shader传入最高最低点    void Update () {if (transform.hasChanged && bottleLiquidMat.HasProperty("_Volum")) {     volum = calculateVolum();        bottleLiquidMat.SetVector(_Volum, volum);     transform.hasChanged = false;    }           }}

然后把脚本直接丢到瓶子身上。我们再在Shader中设置变量，接收一下：

//改一下level的数值范围。_WaterLevel ("WaterLevel", range(0.2, 0.9)) = 0.5

//找个地方，声明体积变量uniform float4 _Volum;

//前面都不需要修改，PS中增加一些代码fixed4 frag(v2f i) : SV_Target{//取到最高，最低点    float heightMax = _Volum.x;float heightMin = _Volum.y;//直接根据设置的液面高度，对最低和最高顶点进行插值一下，求出液面实际高度    float waterLevel = heightMin + _WaterLevel * (heightMax - heightMin);    clip(waterLevel - i.worldPos.y);return _LiquidColor;}

OK，到这里，瓶中液体的液面就能根据液体体积进行自动适应了。运行看一下，是不是像下面一样了？

快乐水横竖都不会变多了，没有快乐了￣へ￣

嗯，然后就是最后一步，加入液面的摇晃就完成了。先到这里，休息休息一下。