【Unity Shaders】Reflecting Your World —— Unity3D中简单的Cubemap反射
在Project中可以创建我们自己的Cubemaps,现在,我们可以来看一下如何使用这种新的贴图类型来在Shaders中模拟反射效果。使用Cubemaps进行反射的原理实际上非常简单,但是这将给你的Shader效果带来翻天覆地的变化。它的原理主要是通过模型表面的每个顶点的法向量,去查找Cubemap贴图上的某一个位置。这种查找将会返回一个颜色值,来模拟这个Cubemap反射到你的对象上的这种效果。
这篇教程将会教给你用Cubemaps来进行反射的第一步!Unity实际上给我们提供了自动得到反射向量的方法,所以我们不需要自己去计算它了。这是在Input结构体中的内置的worldRefl向量中实现的。这会帮助我们去查找对应的Cubemap贴图中的位置。因此,第一步的内容将非常简单!
准备工作
在我们开始写Shader代码之前,我们需要搭建一个简单的场景。
- 创建一个新的scene,Material,和Shader,可以取名为SimpleReflection。
- 附着新的Shader到新的Material上,然后创建一个物体,并把Material赋值给它。
- 最后,创建或者找到一个Cubemap,之后将用于我们的Shader。
下面的截图显示了我们这节中将要使用的Cubemap
实现
下面,让我们来实现真正的Shader代码吧!
- 首先在Properties块中创建新的properties。我们需要一个位置来得到我们的Cubemap贴图对象以及来控制反射的程度:
Properties {- _MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" {}
- _MainTint ("Diffuse Tint", Color) = (1,1,1,1)
- _Cubemap ("CubeMap", CUBE) = ""{}
- _ReflAmount ("Reflection Amount", Range(0.01, 1)) = 0.5
- }
Properties {_MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" {}_MainTint ("Diffuse Tint", Color) = (1,1,1,1)_Cubemap ("CubeMap", CUBE) = ""{}_ReflAmount ("Reflection Amount", Range(0.01, 1)) = 0.5} - 同样,我们还需要在SubShader块中创建和properties中各变量的联系。这将允许我们从Properties块中访问这些数据。
CGPROGRAM- #pragma surface surf Lambert
- sampler2D _MainTex;
- samplerCUBE _Cubemap;
- float4 _MainTint;
- float _ReflAmount
CGPROGRAM#pragma surface surf Lambertsampler2D _MainTex;samplerCUBE _Cubemap;float4 _MainTint;float _ReflAmount
- 为了让我们能够模拟正确的反射角度,我们需要得到一个向量来提供给我们合适的世界反射方向。因此,我们可以使用上面提到的Unity的Surface Shaders内置的变量。在Input结构体中,下面的代码将提供给我们一个世界反射向量,来用于接下来的Shader中:
- struct Input {
- float2 uv_MainTex;
- float3 worldRefl
- };
struct Input {float2 uv_MainTex;float3 worldRefl};
- 最后,我们仅仅需要从Cubemap中得到贴图信息,即使用texCUBE函数和Input提供给我们的新的世界反射向量。添加下面的代码到你的surf函数中: void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
- half4 c = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex) * _MainTint;
- o.Emission = texCUBE(_Cubemap, IN.worldRefl).rgb * _ReflAmount;;
- o.Albedo = c.rgb;
- o.Alpha = c.a;
void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {half4 c = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex) * _MainTint;o.Emission = texCUBE(_Cubemap, IN.worldRefl).rgb * _ReflAmount;;o.Albedo = c.rgb;o.Alpha = c.a;
- Properties {
- _MainTint ("Diffuse Tint", Color) = (1,1,1,1)
- _MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" {}
- _Cubemap ("CubeMap", CUBE) = ""{}
- _ReflAmount ("Reflection Amount", Range(0.01, 1)) = 0.5
- }
- SubShader {
- Tags { "RenderType"="Opaque" }
- LOD 200
- CGPROGRAM
- #pragma surface surf Lambert
- sampler2D _MainTex;
- samplerCUBE _Cubemap;
- float4 _MainTint;
- float _ReflAmount;
- struct Input {
- float2 uv_MainTex;
- float3 worldRefl;
- };
- void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
- half4 c = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex) * _MainTint;
- o.Emission = texCUBE(_Cubemap, IN.worldRefl).rgb * _ReflAmount;;
- o.Albedo = c.rgb;
- o.Alpha = c.a;
- }
- ENDCG
- }
- FallBack "Diffuse"
- }
解释
上面代码能够成功的主要原因就是Unity3D提供的Surface Shader的Input结构的内置属性。worldRefl变量给我们需要的反射向量来正确的采样我们的Cubemap。我们仅需要在函数中使用worldRefl属性,就可以很方便地得到正确的反射视角。
下面的截图展示了一个什么是传递给Shader的反射数据的例子。
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