庄懂的TA笔记（十七）＜特效：屏幕UV + 屏幕扰动＞

大纲：

大纲：

正文：

一、屏幕UV：

二、屏幕扰动：

三、任务委托：

正文：

一、屏幕UV：

1、案例展示：

屏幕UV在过往案例使用中，出现了镜头畸变，纹理大小不能锁定等问题，这节内容就把屏幕UV的使用全部讲完。

这个效果中是没有边缘畸变的，到边缘是完完整整的平铺上去的。所以屏幕UV 的重点就在这两个部分。

畸变解决：

纹理大小锁定：

2、实现思路：

主图透贴纹理UV + 屏幕纹理UV流动 = 最终ScreenUV效果;

3、代码实现：

①、面板参数定义：

_MainTex : （RGB : 颜色 A ：透贴，2d）="gray"{}

_Opacity ：（"透明"，range(0,1)）=0.5

这里屏幕坐标纹的Tillng 和 offset是要用到的，所以需要追加_ST。

_ScreenTex : ("屏幕纹理" , 2d) = "black"{}

②、输出结构：

因为需要用到 主图UV 和 屏幕UV ，所以这里要定义出，uv，和 screenUV.

③、顶点shader输入输出：

float3 posVS = UnityObjectToViewPos(v.vertex).xyz; // 获取顶点位置到摄像机位置的xyz。

重点：屏幕UV 位置，畸变修正，纹理大小锁定。

取屏幕空间UV位置，取xyz三个轴，

如何理解Vive空间呢？Vive空间相当于以摄像机平面为基准的空间，XY轴对应UV，Z轴对应深度。

但是，正常我们将 XY轴向的UV采样后，会发现贴图在模型表面会有畸变，

如图：

解决方法： 也很简单，直接xy ➗ z 深度就好了。

o.screenUV = posVS.xy / posVS.z; // VS空间畸变校正

但矫正过后，还会有一个问题，就是你的屏幕UV纹理，相对于你的屏幕Tiling大小是不随距离改变的，正常是模型纹理，会随距离，近大远小的，所以这里我们需要对屏幕UV纹理进行锁定。

如图；

解决方法：得到观察空间的距离，第一个就需要获得模型的原点.

UnityObjectToVivePos float3(0,0,0).z

声明一个orignDist存模型原点，到距离摄像机的距离。

float3 orignDist = UnityObjectToVivePos(float3(0,0,0)).z；

然后在将 屏幕UV * 距离(模型到相机的距离) = 锁定后的屏幕UV.(锁定屏幕UV)；

o.screenUV = posVS.xy / posVS.z; // VS空间畸变校正

o.screenUV *= originDist; // 纹理大小按距离锁定

o.screenUV * = orignDist; or o.screenUV = o.screenUV * orignDist（两种方式等价）

综上所属，主要问题就解决了。

如图：

④、屏幕UV滚动：

这里就控制Tiling和offset 流动起来,

ScreenTex_ST. X Y 对应 Tiling的 X Y ;

ScreenTex_ST. Z W 对应 offset的 Z W ;

o.screenUV = o.screenUV * _ScreenTex_ST.X Y - frac(_Time * _ScreenTex_ST.Z W);

(这里的 + - 都可以用，主要是控制流动方向的)

o.screenUV=o.screenUV*_ScreenTex_ST.xy - frac(_Time.x * _ScreenTex_ST.zw)启用屏幕纹理ST

如图：

⑤、像素shader:

采样 两张图，两个UV ，主贴图，屏幕空间贴图。

混合透明 = 主图var_MainTex.a * 不透明_Opacity * 屏幕贴图var_ScreenTex;

float3 FinalRGB = var_MainTex.rgb ;

float opacity = var_MainTex.a * _Opacity * var_ScreenTex;

return float4 (FinalRGB * opacity , opacity);

4、核心代码：

重要的就是这一段，（屏幕UV 矫正和锁定）

5、屏幕UV 代码示例：

Shader "AP01/L17/ScreenUV" {
    Properties {
        _MainTex ("RGB：颜色 A：透贴", 2d) = "gray"{}
        _Opacity ("透明度", range(0, 1)) = 0.5
        _ScreenTex ("屏幕纹理", 2d) = "black" {}
    }
    SubShader {
        Tags {
            "Queue"="Transparent"               // 调整渲染顺序
            "RenderType"="Transparent"          // 对应改为Cutout
            "ForceNoShadowCasting"="True"       // 关闭阴影投射
            "IgnoreProjector"="True"            // 不响应投射器
        }
        Pass {
            Name "FORWARD"
            Tags {
                "LightMode"="ForwardBase"
            }
            Blend One OneMinusSrcAlpha          // 混合方式
            
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "UnityCG.cginc"
            #pragma multi_compile_fwdbase_fullshadows
            #pragma target 3.0
            // 输入参数
            uniform sampler2D _MainTex;
            uniform half _Opacity;
            uniform sampler2D _ScreenTex;   uniform float4 _ScreenTex_ST;
            // 输入结构
            struct VertexInput {
                float4 vertex : POSITION;       // 顶点位置 OS
                float2 uv : TEXCOORD0;          // UV信息
            };
            // 输出结构
            struct VertexOutput {
                float4 pos : SV_POSITION;       // 顶点位置 CS
                float2 uv : TEXCOORD0;          // UV信息
                float2 screenUV : TEXCOORD1;    // 屏幕UV
            };
            // 输入结构>>>顶点Shader>>>输出结构
            VertexOutput vert (VertexInput v) {
                VertexOutput o = (VertexOutput)0;
                    o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);     // 顶点位置 OS>CS
                    o.uv = v.uv;                                // UV信息
                    float3 posVS = UnityObjectToViewPos(v.vertex).xyz;                  // 顶点位置 OS>VS
                    float originDist = UnityObjectToViewPos(float3(0.0, 0.0, 0.0)).z;   // 原点位置 OS>VS
                    o.screenUV = posVS.xy / posVS.z;            // VS空间畸变校正
                    o.screenUV *= originDist;                   // 纹理大小按距离锁定
                    o.screenUV = o.screenUV * _ScreenTex_ST.xy - frac(_Time.x * _ScreenTex_ST.zw);  // 启用屏幕纹理ST
                return o;
            }
            // 输出结构>>>像素
            half4 frag(VertexOutput i) : COLOR {
                half4 var_MainTex = tex2D(_MainTex, i.uv);              // 采样 基本纹理 RGB颜色 A透贴
                half var_ScreenTex = tex2D(_ScreenTex, i.screenUV).r;   // 采样 屏幕纹理
                // FinalRGB 不透明度
                half3 finalRGB = var_MainTex.rgb;
                half opacity = var_MainTex.a * _Opacity * var_ScreenTex;
                // 返回值
                return half4(finalRGB * opacity, opacity);
            }
            ENDCG
        }
    }
}

二、屏幕扰动：

1、案例展示：

2、实现思路：

屏幕扰动(玻璃效果)

背景信息获取：

MainTex 红或蓝通道扭曲：

①、面板参数定义：

_MainTex ("RGB：颜色 A：透贴", 2d) = "gray"{}

_Opacity ("不透明度", range(0, 1)) = 0.5

_WarpMidVal ("扰动中间值", range(0, 1)) = 0.5

_WarpInt ("扰动强度", range(0, 5)) = 1

这里的中间值扭曲度，因为我们用的是主图自带的通道中的信息，RGB中不同通道的像素可能偏亮，可能偏暗，会影响扭曲的强弱，因为不像法线的中间值是正常的0.5，偏移扭曲的正常的数值，所以这里声明了一个用于矫正的 "扰动中间值"(_WarpMidVal)

②、追加GrabPass 获取扭曲背景_BGTex==背景纹理采样坐标(现成黑盒)：

产生这张图：

获取背景纹理,他的含义为：渲染主体物前，将背景存成一张图,名字就叫 _BGTex.

实际上就是，扰动前，把背景图存起来，然后再用屏幕坐标UV把 背景图(_BGTex)贴回去。

GrabPass {

"_BGTex"

}

获取这张图：

uniform sampler2D _BGTex; // 拿到背景纹理

输出结构中 : (VertexOutput)

float4 grabPos : TEXCOORD1; // 背景纹理采样坐标(4维的)

顶点shader输入输出结构中：

o.grabPos = ComputeGrabScreenPos(o.pos); // 背景纹理采样坐标

像素shader中采样：

half3 var_BGTex = tex2Dproj(_BGTex, i.grabPos).rgb;// 采样背景

③、像素shader下采样和计算:

获取主贴图通道信息作为源，来扭曲背景图(grabPos)采样坐标XY；

// 采样基本纹理 RGB颜色 A透贴

half4 var_MainTex = tex2D(_MainTex, i.uv);

<这里用主图的B蓝通道，减去中间值，减去是什么意思呢，相当于有正有负,在乘强度(_WarpInt) 在乘透明度(_Opacity)，就得到透明的扰动效果>。

// 扰动背景纹理采样UV

i.grabPos.xy+=(var_MainTex.b - _WarpMidVal) * _WarpInt * _Opacity;

// 采样背景

half3 var_BGTex = tex2Dproj(_BGTex, i.grabPos).rgb;

用_Opacity控制 1 到主图透明的插值，并乘以透明的背景信息，得到带透贴的扰动主图。

// FinalRGB 不透明度

half3 finalRGB = lerp(1.0, var_MainTex.rgb, _Opacity) * var_BGTex;

half opacity = var_MainTex.a;

// 返回值

return half4(finalRGB * opacity, opacity);

3、代码实现：

4、核心代码

5、屏幕扰动代码示例：

Shader "AP01/L17/ScreenWarp" {
    Properties {
        _MainTex    ("RGB：颜色 A：透贴", 2d) = "gray"{}
        _Opacity    ("不透明度", range(0, 1)) = 0.5
        _WarpMidVal ("扰动中间值", range(0, 1)) = 0.5
        _WarpInt    ("扰动强度", range(0, 5)) = 1
    }
    SubShader {
        Tags {
            "Queue"="Transparent"               // 调整渲染顺序
            "RenderType"="Transparent"          // 对应改为Cutout
            "ForceNoShadowCasting"="True"       // 关闭阴影投射
            "IgnoreProjector"="True"            // 不响应投射器
        }
        // 获取背景纹理
        GrabPass {
            "_BGTex"
        }
        // Forward Pass
        Pass {
            Name "FORWARD"
            Tags {
                "LightMode"="ForwardBase"
            }
            Blend One OneMinusSrcAlpha          // 混合方式
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "UnityCG.cginc"
            #pragma multi_compile_fwdbase_fullshadows
            #pragma target 3.0
            // 输入参数
            uniform sampler2D _MainTex;
            uniform half _Opacity;
            uniform half _WarpMidVal;
            uniform half _WarpInt;
            uniform sampler2D _BGTex;   // 拿到背景纹理
            // 输入结构
            struct VertexInput {
                float4 vertex : POSITION;       // 顶点位置 总是必要
                float2 uv : TEXCOORD0;          // UV信息 采样贴图用
            };
            // 输出结构
            struct VertexOutput {
                float4 pos : SV_POSITION;       // 顶点位置 总是必要
                float2 uv : TEXCOORD0;          // UV信息 采样贴图用
                float4 grabPos : TEXCOORD1;     // 背景纹理采样坐标
            };
            // 输入结构>>>顶点Shader>>>输出结构
            VertexOutput vert (VertexInput v) {
                VertexOutput o = (VertexOutput)0;
                    o.pos = UnityObjectToClipPos( v.vertex);    // 顶点位置 OS>CS
                    o.uv = v.uv;                                // UV信息
                    o.grabPos = ComputeGrabScreenPos(o.pos);    // 背景纹理采样坐标
                return o;
            }
            // 输出结构>>>像素
            half4 frag(VertexOutput i) : COLOR {
                // 采样 基本纹理 RGB颜色 A透贴
                half4 var_MainTex = tex2D(_MainTex, i.uv);
                // 扰动背景纹理采样UV
                i.grabPos.xy += (var_MainTex.b - _WarpMidVal) * _WarpInt * _Opacity;
                // 采样背景
                half3 var_BGTex = tex2Dproj(_BGTex, i.grabPos).rgb;
                // FinalRGB 不透明度
                half3 finalRGB = lerp(1.0, var_MainTex.rgb, _Opacity) * var_BGTex;
                half opacity = var_MainTex.a;
                // 返回值
                return half4(finalRGB * opacity, opacity);
            }
            ENDCG
        }
    }
}