背景
記錄下在unity中如果想實(shí)現(xiàn)陰影，有哪些路子可以選擇，目前看有兩種
1.經(jīng)典的shadowmap
2.planar projection
ShadowMap方式
如果開啟renderer組件的cast shadows為on，開啟平行光的light組件的shadow type，那么就會(huì)在物體shader中尋找LightMode=ShadowCaster的Pass進(jìn)行渲染
場(chǎng)景有兩個(gè)物體，平面和球體，使用unity內(nèi)置的函數(shù)
平面的shader為
Shader "Unlit/plane_shader3"
{
Properties
{
_MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
}
SubShader
{
Tags
{
"RenderType"="Opaque"
}
LOD 100
Pass
{
Tags
{
"LightMode"="Forwardbase"
}
CGPROGRAM
#pragma multi_compile_fwdbase;
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "UnityCG.cginc"
#include "AutoLight.cginc"
struct appdata
{
float4 vertex : POSITION;
float2 uv : TEXCOORD0;
};
struct v2f
{
float2 uv : TEXCOORD0;
float4 pos : SV_POSITION;
SHADOW_COORDS(3) // float4 _ShadowCoord : TEXCOORD3;
};
sampler2D _MainTex;
float4 _MainTex_ST;
v2f vert(appdata v)
{
v2f o;
o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
TRANSFER_SHADOW(o) // a._ShadowCoord = ComputeScreenPos(a.pos);
return o;
}
fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
{
fixed shadow = SHADOW_ATTENUATION(i);
fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
fixed4 col2 = fixed4(col.xyz * shadow, 1.0);
return col2;
}
ENDCG
}
// 下面是需要寫入深度圖的物體添加這個(gè)pass
Pass
{
Tags
{
"LightMode"="ShadowCaster"
}
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#pragma multi_compile_shadowcaster
#include "UnityCG.cginc"
struct v2f
{
V2F_SHADOW_CASTER;
};
v2f vert(appdata_base v)
{
v2f o;
TRANSFER_SHADOW_CASTER_NORMALOFFSET(o)
return o;
}
float4 frag(v2f i) : SV_Target
{
SHADOW_CASTER_FRAGMENT(i)
}
ENDCG
}
}
// FallBack "Specular"
}
球體的shader為
Shader "Unlit/sphere_shader"
{
Properties
{
_MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
}
SubShader
{
Tags
{
"RenderType"="Opaque"
}
LOD 100
Pass
{
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#pragma multi_compile_fwdbase
#include "UnityCG.cginc"
struct appdata
{
float4 vertex : POSITION;
float2 uv : TEXCOORD0;
};
struct v2f
{
float2 uv : TEXCOORD0;
float4 vertex : SV_POSITION;
};
sampler2D _MainTex;
float4 _MainTex_ST;
v2f vert(appdata v)
{
v2f o;
o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
return o;
}
fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
{
// sample the texture
fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
// apply fog
return col;
}
ENDCG
}
// 下面是需要寫入深度圖的物體添加這個(gè)pass
Pass
{
Name "ShadowCaster"
Tags
{
"LightMode"="ShadowCaster"
}
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#pragma multi_compile_shadowcaster
#include "UnityCG.cginc"
struct v2f
{
V2F_SHADOW_CASTER;
};
v2f vert(appdata_base v)
{
v2f o;
TRANSFER_SHADOW_CASTER_NORMALOFFSET(o)
return o;
}
float4 frag(v2f i) : SV_Target
{
SHADOW_CASTER_FRAGMENT(i)
}
ENDCG
}
}
}
planar projection 平面投影方式
球體和立方體掛載下面這個(gè)shader，就是多渲染一個(gè)陰影投影到y(tǒng)=0的平面上
// shader，放在需要顯示陰影的對(duì)象上
Shader "Custom/PlanarShadow1" {
Properties{
_Instensity("Shininess", Range(2, 4)) = 2.0 //光照強(qiáng)度
_Diffuse("Diffuse Color",Color) = (1,1,1,1)
//紋理貼圖
_MainTex("Main Tex",2D) = "white"{}
//控制紋理顏色
_Color("Color",Color) = (1,1,1,1)
}
SubShader{
//光照計(jì)算
Pass{
Tags{"LightMode" = "ForwardBase"}
CGPROGRAM
#include "Lighting.cginc"
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
//fixed4 _Diffuse;
fixed4 _Color;
sampler2D _MainTex;
float4 _MainTex_ST;
fixed4 _Specular;
half _Gloss;
struct a2v {
float4 vertex:POSITION;//告訴unity把模型空間下的頂點(diǎn)坐標(biāo)填充給vertex
float3 normal:NORMAL;
//紋理坐標(biāo) 然后還要貼圖，就可以取到該坐標(biāo)的顏色，然后替換漫反射的顏色
float4 texcoord:TEXCOORD0;
};
struct v2f {
float4 svPos:SV_POSITION;
float3 worldNormal:TEXCOORD0;
float4 worldVertex:TEXCOORD1;
float2 uv:TEXCOORD2;
};
v2f vert(a2v v) {
v2f f;
f.svPos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
f.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
f.worldVertex = mul(v.vertex, unity_WorldToObject);
f.uv = v.texcoord.xy * _MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw;
return f;
}
fixed4 frag(v2f f) :SV_Target{
//法線的方向
fixed3 normalDir = normalize(f.worldNormal);
//光線的方向
fixed3 lightDir = normalize(WorldSpaceLightDir(f.worldVertex));
//返回的顏色值代替漫反射的顏色
fixed3 texColor = tex2D(_MainTex, f.uv.xy)*_Color.rgb;
fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * texColor * max(dot(normalDir, lightDir), 0);
//反射光的方向
//fixed3 reflectDir = normalize(reflect(-lightDir, normalDir));
//視野方向
fixed3 viewDir = normalize(UnityWorldSpaceViewDir(f.worldVertex));
//blinn-Phong光照模型 計(jì)算平分線
fixed3 halfDir = normalize(lightDir + viewDir);
//漫反射光照+上環(huán)境光+紋理顏色
fixed3 tempColor = diffuse + UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.rgb*texColor;
return fixed4(tempColor, 1);
}
ENDCG
}
//計(jì)算陰影
Pass
{
Tags{"LightMode" = "ForwardBase"}
Stencil //加個(gè)模板
{
Ref 0
Comp equal
Pass incrWrap
Fail keep
ZFail keep
}
ZWrite off
// Blend DstColor SrcColor
Blend Srcalpha OneminusSrcAlpha
Offset -1, -1 //使陰影在平面之上
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "UnityCG.cginc"
float4x4 _World2Ground; //陰影接收平面（世界空間到模型空間的轉(zhuǎn)換矩陣）
float4x4 _Ground2World; //陰影接收平面（模型空間到世界空間的轉(zhuǎn)換矩陣）
float _Instensity;
struct v2f {
float4 pos:SV_POSITION;
float atten : TEXCOORD0;
};
v2f vert(float4 vertex:POSITION)
{
float3 litDir;
litDir = WorldSpaceLightDir(vertex);//世界空間主光照相對(duì)于當(dāng)前物體的方向
litDir = mul(_World2Ground,float4(litDir,0)).xyz;//光源方向轉(zhuǎn)換到接受陰影的平面空間
litDir = normalize(litDir);// 歸一
float4 vt;
vt = mul(unity_ObjectToWorld,vertex); //將當(dāng)前物體轉(zhuǎn)換到世界空間
vt = mul(_World2Ground,vt); // 將物體在世界空間的矩陣轉(zhuǎn)換到地面空間
vt.xz = vt.xz - (vt.y / litDir.y)*litDir.xz;// 用三角形相似計(jì)算沿光源方向投射后的XZ
vt.y = 0;// 使陰影保持在接受平面上
vt = mul(_Ground2World, vt); // 陰影頂點(diǎn)矩陣返回到世界空間
vt = mul(unity_WorldToObject, vt); // 返回到物體的坐標(biāo)
v2f o;
o.pos = UnityObjectToClipPos(vt);//輸出到裁剪空間
o.atten = distance(vertex, vt) / _Instensity;// 根據(jù)物體頂點(diǎn)到陰影的距離計(jì)算衰減
return o;
}
float4 frag(v2f i) :COLOR
{
return float4(0.3, 0.3, 0.3, 0.5);//一個(gè)灰色的陰影出來(lái)了
//return smoothstep(0,1,i.atten / 2);
}
ENDCG
}
}
}
備注
unity中屏幕空間的投影方式和傳統(tǒng)shadowmap方式有區(qū)別，這里記錄下
文章來(lái)源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-493541.html
參考
1.shadowmap https://www.bilibili.com/read/cv13646967/
2.平面投影
https://zhuanlan.zhihu.com/p/42781261
https://blog.csdn.net/cgy56191948/article/details/84990842文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-493541.html
到了這里，關(guān)于【Unity Shader】Unity陰影的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
