ShadowGun Billboard Blinking God Rays

原理

1. 广告牌

2. 闪烁

3. 体积光远近淡出入变化

效果

代码

Shader "Unlit/BlinkingBillboardedGodRay"
{Properties{_MainTex ("Base texture", 2D) = "white" {}_FadeOutDistNear ("Near fadeout dist", float) = 10    _FadeOutDistFar ("Far fadeout dist", float) = 10000  _Multiplier("Color multiplier", float) = 1_Bias("Bias",float) = 0_TimeOnDuration("ON duration",float) = 0.5_TimeOffDuration("OFF duration",float) = 0.5_BlinkingTimeOffsScale("Blinking time offset scale (seconds)",float) = 5_SizeGrowStartDist("Size grow start dist",float) = 5_SizeGrowEndDist("Size grow end dist",float) = 50_MaxGrowSize("Max grow size",float) = 2.5_NoiseAmount("Noise amount (when zero, pulse wave is used)", Range(0,0.5)) = 0_VerticalBillboarding("Vertical billboarding amount", Range(0,1)) = 1_ViewerOffset("Viewer offset", float) = 0_Color("Color", Color) = (1,1,1,1)}SubShader{Tags { "RenderType"="Transparent" "IgnoreProjector"="True" "Queue"="Transparent"}Blend One OneCull Off Lighting Off ZWrite Off Fog { Color (0,0,0,0) }LOD 100Pass{CGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#include "UnityCG.cginc"sampler2D _MainTex;float _FadeOutDistNear;float _FadeOutDistFar;float _Multiplier;float   _Bias;float _TimeOnDuration;float   _TimeOffDuration;float _BlinkingTimeOffsScale;float _SizeGrowStartDist;float _SizeGrowEndDist;float _MaxGrowSize;float _NoiseAmount;float _VerticalBillboarding;float _ViewerOffset;float4 _Color;struct v2f{float2 uv : TEXCOORD0;float4 vertex : SV_POSITION;fixed4 color : TEXCOORD1;};// 通过方向确认右方和上方向量//void CalcOrthonormalBasis(float3 dir,out float3 right,out float3 up){up     = abs(dir.y) > 0.999f ? float3(0,0,1) : float3(0,1,0);      right = normalize(cross(up,dir));      up  = cross(dir,right);    }// 计算距离的缩放//float CalcDistScale(float dist){float      distScale   = min(max(dist - _SizeGrowStartDist,0) / _SizeGrowEndDist,1);return distScale * distScale * _MaxGrowSize;}// 封装通过距离算淡入淡出//float CalcFadeOutFactor(float dist){float        nfadeout    = saturate(dist / _FadeOutDistNear);float      ffadeout    = 1 - saturate(max(dist - _FadeOutDistFar,0) * 0.2);ffadeout *= ffadeout;nfadeout *= nfadeout;nfadeout *= nfadeout;nfadeout *= ffadeout;return nfadeout;}v2f vert(appdata_full v){v2f o;// 计算中心点位置// 计算物体到摄像机在模型坐标系中的方向//float3    centerOffs = float3(float(0.5).xx - v.color.rg,0) * v.texcoord1.xyy;float3 centerLocal = v.vertex.xyz + centerOffs.xyz;float3    viewerLocal = mul(unity_WorldToObject,float4(_WorldSpaceCameraPos,1));         float3  localDir = viewerLocal - centerLocal;// _VerticalBillboarding 表示是否忽略y向量转向//localDir[1] = lerp(0,localDir[1],_VerticalBillboarding);// 计算右边方向和顶方向//float localDirLength=length(localDir);float3 rightLocal;float3 upLocal;CalcOrthonormalBasis(localDir / localDirLength,rightLocal,upLocal);// 计算新的法向量和位置//float distScale   = CalcDistScale(localDirLength) * v.color.a;       float3 BBNormal = rightLocal * v.normal.x + upLocal * v.normal.y;float3 BBLocalPos = centerLocal - (rightLocal * centerOffs.x + upLocal * centerOffs.y) + BBNormal * distScale;BBLocalPos += _ViewerOffset * localDir;// 计算闪烁//float     time            = _Time.y + _BlinkingTimeOffsScale * v.color.b;               float       fracTime    = fmod(time,_TimeOnDuration + _TimeOffDuration);float     wave            = smoothstep(0,_TimeOnDuration * 0.25,fracTime)  * (1 - smoothstep(_TimeOnDuration * 0.75,_TimeOnDuration,fracTime));float     noiseTime   = time *  (6.2831853f / _TimeOnDuration);float     noise           = sin(noiseTime) * (0.5f * cos(noiseTime * 0.6366f + 56.7272f) + 0.5f);float     noiseWave   = _NoiseAmount * noise + (1 - _NoiseAmount);wave = _NoiseAmount < 0.01f ? wave : noiseWave;wave += _Bias;o.uv       = v.texcoord.xy;o.vertex   = UnityObjectToClipPos(float4(BBLocalPos,1));o.color   = CalcFadeOutFactor(localDirLength) * _Color * _Multiplier * wave;return o;}fixed4 frag(v2f i) : SV_Target{return tex2D(_MainTex, i.uv) * i.color;//return i.color;}ENDCG}}
}

说明

1. 首先，知道了Blinking GodRays Billboarded的shader之后，找相关的模型找了一会，原本的效果是这样的：

删除额外元素之后，发光的面片是这样的：

但是无论我怎么选都选不中，最后范围选择后才发现模型是两个面片分离的，点在中心点：

2. 这个shader的vert函数比较复杂，先看frag函数，就是一般的获取纹理，然后叠加上自定义的color。

fixed4 frag(v2f i) : SV_Target{return tex2D(_MainTex, i.uv) * i.color;//return i.color;}

3. vert函数中，为了实现广告牌效果（面片始终对着摄像机），首先计算了顶点到中心点的距离，这里是通过在做模型的时候，用顶点的RG通道，来表示顶点在模型坐标系中的距离中心点的偏移。看下原本模型的颜色：

// 计算中心点位置// 计算物体到摄像机在模型坐标系中的方向//float3  centerOffs = float3(float(0.5).xx - v.color.rg,0) * v.texcoord1.xyy;float3 centerLocal = v.vertex.xyz + centerOffs.xyz;float3    viewerLocal = mul(unity_WorldToObject,float4(_WorldSpaceCameraPos,1));         float3  localDir = viewerLocal - centerLocal;// _VerticalBillboarding 表示是否忽略y向量转向//localDir[1] = lerp(0,localDir[1],_VerticalBillboarding);

然后通过在模型坐标系中，顶点到摄像机的位置，确定出改变后新的法线BBNormal

最后把中心点加上新的法线，变成新的顶点位置BBLocalPos

// 计算右边方向和顶方向//float localDirLength=length(localDir);float3 rightLocal;float3 upLocal;CalcOrthonormalBasis(localDir / localDirLength,rightLocal,upLocal);// 计算新的法向量和位置//float distScale = CalcDistScale(localDirLength) * v.color.a;       float3 BBNormal = rightLocal * v.normal.x + upLocal * v.normal.y;float3 BBLocalPos = centerLocal - (rightLocal * centerOffs.x + upLocal * centerOffs.y) + BBNormal * distScale;BBLocalPos += _ViewerOffset * localDir;

4. 最后计算闪烁和上一篇讲的淡入淡出

问题

如果有大神的话，麻烦指点一下：

1. 在计算顶点偏移的时候，为什么要乘上纹理坐标

float3   centerOffs = float3(float(0.5).xx - v.color.rg,0) * v.texcoord1.xyy;

2. 为什么在shader里实现广告牌，用脚本来实现的话，只要一个旋转就可以了。

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