【Unity Shaders】ShadowGun系列之一

写在前面

最近一直在思考下面的学习该怎么进行,当然自己有在一边做项目一边学OpenGL,偶尔翻翻论文之类的。但是,写shader是一个需要实战和动手经验的过程,而模仿是前期学习的必经之路。很多人都会问,怎么学shader,看什么书。当然我经验也不够,目前的路线是:掌握一门着色语言+读几本经典书籍+学习优秀的shader实例+动手实践+动手实践+动手实践。每一个都不容易,所以学shader是一个漫长而艰辛的过程。

当当当~所以,在继Surface Shader系列之后,我打算学习一下现在已有的各种案例shader。这些shader可能来自于某些网站,可能来自于开源项目,也可能来自于我自己看书的总结。而ShadowGun就是其中一个开源项目。

ShadowGun

ShadowGun其实最开始是2011年的一个移动平台的第三人称射击游戏。当然,也是用Unity开发的。当年,由于在画面上的出色表现赢得了很多眼球~更难能可贵的是,在2012的时候,它的开发者放出了示例场景,来让更多的开发者学习如何优化移动平台上的shader。下载地址请戳官方博客。看不懂英文的可以看这篇(写得很不错)。项目里共包含了将近20个优化后的shader。关于使用许可的问题,项目里的shader都是可以免费使用的,而贴图和模型是不可用于商业用途的呦~

虽然ShadowGun的出场时间有点久远了,但很多技术还是可以借鉴滴~而且它现在仍然在更新,并且价格为高昂的¥30,可见其对自信程度。

ShadowGun里包含了几个比较重要的shader,例如非常有名的旗帜飘动的shader,动态效果的天空盒子的shader,环境高光纹理映射等等。而这篇的飞机坠毁的浓烟效果shader应该是其中非常好理解的一篇。我们也从这里开始学习。

浓烟效果

飞机坠毁的浓烟效果可以从下图看出来:

传统的实现这种效果通常是使用粒子系统,而众所周知,粒子系统对性能的消耗太大,更何况是资源紧缺的移动平台。因此ShadowGun使用了网格+纹理+移动UV的方法来模拟这个效果。同时,还巧妙地使用了顶点颜色和透明度,来模拟火焰颜色以及平滑网格的边缘。结果从画面上看来表现还是可以接受的~

具体分析见下。

Shader源码

Shader "MADFINGER/Environment/Scroll 2 Layers Sine AlphaBlended" {Properties {_MainTex ("Base layer (RGB)", 2D) = "white" {}_DetailTex ("2nd layer (RGB)", 2D) = "white" {}_ScrollX ("Base layer Scroll speed X", Float) = 1.0_ScrollY ("Base layer Scroll speed Y", Float) = 0.0_Scroll2X ("2nd layer Scroll speed X", Float) = 1.0_Scroll2Y ("2nd layer Scroll speed Y", Float) = 0.0_SineAmplX ("Base layer sine amplitude X",Float) = 0.5 _SineAmplY ("Base layer sine amplitude Y",Float) = 0.5_SineFreqX ("Base layer sine freq X",Float) = 10 _SineFreqY ("Base layer sine freq Y",Float) = 10_SineAmplX2 ("2nd layer sine amplitude X",Float) = 0.5 _SineAmplY2 ("2nd layer sine amplitude Y",Float) = 0.5_SineFreqX2 ("2nd layer sine freq X",Float) = 10 _SineFreqY2 ("2nd layer sine freq Y",Float) = 10_Color("Color", Color) = (1,1,1,1)_MMultiplier ("Layer Multiplier", Float) = 2.0}SubShader {Tags { "Queue"="Transparent" "IgnoreProjector"="True" "RenderType"="Transparent" }Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlphaCull Off Lighting Off ZWrite Off Fog { Color (0,0,0,0) }LOD 100CGINCLUDE#pragma multi_compile LIGHTMAP_OFF LIGHTMAP_ON#pragma exclude_renderers molehill#include "UnityCG.cginc"sampler2D _MainTex;sampler2D _DetailTex;float4 _MainTex_ST;float4 _DetailTex_ST;float _ScrollX;float _ScrollY;float _Scroll2X;float _Scroll2Y;float _MMultiplier;float _SineAmplX;float _SineAmplY;float _SineFreqX;float _SineFreqY;float _SineAmplX2;float _SineAmplY2;float _SineFreqX2;float _SineFreqY2;float4 _Color;struct v2f {float4 pos : SV_POSITION;float4 uv : TEXCOORD0;fixed4 color : TEXCOORD1;};v2f vert (appdata_full v){v2f o;o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);o.uv.xy = TRANSFORM_TEX(v.texcoord.xy,_MainTex) + frac(float2(_ScrollX, _ScrollY) * _Time);o.uv.zw = TRANSFORM_TEX(v.texcoord.xy,_DetailTex) + frac(float2(_Scroll2X, _Scroll2Y) * _Time);o.uv.x += sin(_Time * _SineFreqX) * _SineAmplX;o.uv.y += sin(_Time * _SineFreqY) * _SineAmplY;o.uv.z += sin(_Time * _SineFreqX2) * _SineAmplX2;o.uv.w += sin(_Time * _SineFreqY2) * _SineAmplY2;o.color = _MMultiplier * _Color * v.color;return o;}ENDCGPass {CGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#pragma fragmentoption ARB_precision_hint_fastestfixed4 frag (v2f i) : COLOR{fixed4 o;fixed4 tex = tex2D (_MainTex, i.uv.xy);fixed4 tex2 = tex2D (_DetailTex, i.uv.zw);o = tex * tex2 * i.color;return o;}ENDCG }}}其实,指明了该shader的渲染队列,指明该shader不会受Projector的影响(半透明物体一般设为true),指明了它的渲染类别,文档上说是可以被用于shader replacement,但我现在还不是很理解,有人知道请留言告诉我~谢谢。

关于SubShader Tags的说明,请见官网。

渲染设置如若今生再相见,哪怕流离百世,迷途千年,也愿。

【Unity Shaders】ShadowGun系列之一

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