【unity造轮子】Unity ShaderGraph使用教程与各种特效案例（持续更新）

news2024/12/23 3:03:55

文章目录

  • 一、前言
  • 二、ShaderGraph
    • 1.什么是ShaderGraph
    • 2.在使用ShaderGraph时需要注意以下几点：
    • 3.优势
    • 4.项目
  • 三、实例效果
    • 外发光
    • 进阶：带方向的菲涅尔边缘光效果
    • 裁剪
    • 进阶 带边缘色的裁剪
    • 溶解
    • 进阶 带边缘色溶解
    • 卡通阴影
    • 水波纹
    • 积雪效果
    • 不锈钢效果
    • UV抖动
    • 水波纹
    • 红旗飘飘
    • 马赛克
    • 无贴图水球
    • 无贴图火焰
    • 无贴图旋涡
    • 无贴图闪电
    • 全息效果
  • 水面波动
    • 物体靠近局部溶解
    • 能量罩
    • 激光光束
    • 管道液体流动
    • 水瓶液体
    • 星体
    • 待续
  • 源码
  • 参考
  • 完结

ShaderGraph官方案例：https://github.com/UnityTechnologies/ShaderGraph_ExampleLibrary

一、前言

点关注不迷路，持续输出干货文章。

嗨，大家好，我是向宇。最近在玩ShaderGraph，决定把我自己实验的所有效果记录到这篇博客中，附带完整高清的连线动态图，希望对想要学习ShaderGraph的同学有所启发。后续有发现一些新的ShaderGraph我还会继续进行更新。

这里我就不对ShaderGraph基础使用进行说明了，想了解的同学可以去看这篇文章：
Shader Graph入门

工程源码见文章末尾。

二、ShaderGraph

1.什么是ShaderGraph

ShaderGraph是Unity中的一个可视化工具，用于创建和编辑图形着色器。其意义在于简化编写复杂着色器的过程，减少对具体编程语言的依赖，使艺术家和设计师可以更方便地创建各种美术效果。使用ShaderGraph可以通过图形界面设置着色器属性，包括颜色、纹理、光照等，并在视窗预览中即时显示结果，从而快速迭代和调整着色器。

使用ShaderGraph需要先安装Unity 2018.1或以上版本，并添加ShaderGraph插件。打开ShaderGraph面板后，可以通过拖放节点并连接它们来创建着色器。ShaderGraph的节点包括输入输出、数学运算、纹理、光照、特殊效果等，用户可以根据需求选择相应的节点组合成自己的着色器。

2.在使用ShaderGraph时需要注意以下几点：

  1. ShaderGraph的使用需要一定程度的图形学知识，比如了解顶点、片段着色器的渲染流程、如何结合Unity的材质编辑器等。

  2. 当图形效果非常复杂时，ShaderGraph可能无法满足需求，需要手写代码实现。

  3. ShaderGraph创建的着色器可能会对性能产生影响，需要在实际项目中评估并做出优化。

  4. ShaderGraph虽然简化了编写着色器的过程，但对于一些高级的特殊效果，还是需要一定的编程技能。

3.优势

相比于传统的手写着色器，ShaderGraph具有以下几个优势：

  1. 可视化编辑。ShaderGraph采用可视化编辑方式，通过拖放节点连接来组合着色器，避免了繁琐的手写代码，并使着色器的结构更加清晰易懂。

  2. 更少的错误。ShaderGraph采用了强类型的节点更新机制，可以避免传统的手写着色器中常发生的错误，如拼写错误、语法错误和类型错误。

  3. 更好的可维护性。由于ShaderGraph采用了可视化编辑方式，因此着色器更容易被理解和维护。此外，ShaderGraph还支持版本控制，可以方便地将着色器与其他团队成员共享和同步。

  4. 更快的迭代。 ShaderGraph允许用户在视窗预览中实时查看更改后的着色器效果，这样可以更快地迭代和调试着色器，并提高开发效率。

  5. 更易扩展。ShaderGraph提供了大量的预制节点，包括数学、贴图、颜色、光照等节点，且支持自定义节点，因此开发者可以自行扩展和添加节点。

综上所述，ShaderGraph具有可视化、易于理解和维护、快速迭代以及易于扩展等优势，特别适合那些不想深入学习编写复杂着色器代码的设计师和艺术家。同时，虽然对于更高级的着色效果仍然会需要编程技能，但ShaderGraph能够帮助开发者更快速的实现初步效果，实现复杂着色效果需要的编程技能可以由技术人员来负责。

4.项目

其实之前我就对ShaderGrap有进行一些使用分享，不过没有进行系统的整理，有需要的可以去看看之前的，这里我贴出链接地址：

人物移动到树后面，不被遮挡的效果

Shader Graph实现传送门效果

unity实现一个刮刮乐效果

三、实例效果

外发光

主要节点：FresnelEffect,
原理：Fresnel Effect，菲涅耳效应，根据观察角度产生不同反射率从而对表面效果产生影响，当你靠近时，会反射更多的光。菲涅耳效应节点通过计算表面法线与视线方向的夹角来近似。这个角度越大，返回值越大。这种效果经常被用来实现边缘照明，这在很多艺术风格中都很常见
在这里插入图片描述

进阶：带方向的菲涅尔边缘光效果

在这里插入图片描述

裁剪

主要节点：Position 、AlphaClip
原理：AlphaClip的值如果比Alpha的值大，则会不显示
注意：一定要调PBR Master面板的Alpha参数，否者不会显示出来效果
在这里插入图片描述

进阶 带边缘色的裁剪

进阶：在裁剪的基础上添加裁剪边缘光
首先利用Smoothstep做出一个边缘渐变
Smoothstep：如果输入In的值分别在输入Edge1和Edge2的值之间，则返回0和1之间的平滑Hermite插值的结果。如果输入In的值小于输入Step1的值，则返回0；如果大于输入Step2的值，则返回1
在这里插入图片描述

溶解

主要节点 SimpleNoise
注意：一定要调PBR Master面板的Alpha参数，否者不会显示出来效果
在这里插入图片描述

进阶 带边缘色溶解

溶解边缘添加发光，原理就是对Noise噪声做两个Step，然后相减，再乘个颜色，连到Emission发光节点上
在这里插入图片描述

卡通阴影

主要节点NormalVector、DotProduct、SampleGradient
原理：使用Sample Gradient设置几个阴影色块颜色
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水波纹

主要节点 TillingAndOffset 、Lerp
原理：通过Tilling And Offset节点的Offset来控制水纹的UV偏移，然后再使用Lerp将水纹和主贴图做一个线性差值
在这里插入图片描述

积雪效果

主要节点 NomalVector 、DotProduct
原理：使用一个向上的 Vector3和 模型的 Normal Vertor(法线向量) 点乘，得到的是 一个标量，表示模型法线向量和垂直向量的夹角（方向的相似度），然后通过 Step过滤得到要显示白色的部分，将要显示的 白色部分再和一个噪声相乘后输入到Master的Emission发光槽中。
在这里插入图片描述

不锈钢效果

主要节点 ViewDirection.、TillingAndOffset、SimpleNoise
原理：由View Direction视角移动， 引发Tilling And Offset 节点 移动 贴图，产生的效果。注意View Direction使用Tangent切线空间。该效果也可用于冰晶效果。
在这里插入图片描述

UV抖动

主要节点：UV、Simple Noise、Split
原理，使用Split将UV分开成x和y两个分类，对x分类做一个噪音抖动，最后和y再合并作用到主贴图的UV上。
在这里插入图片描述

水波纹

原理：通过UV和Sine构造一个圆心向外扩散的效果，再作用到贴图的UV上。
在这里插入图片描述

红旗飘飘

原理：通过噪声的UV移动，形成一个动态移动的噪声，作用到Position上，为了让旗的根部所以在通过一个UV的x分量来限制根部的噪音
在这里插入图片描述

马赛克

原理：Posterize的作用是色调分离
在这里插入图片描述

无贴图水球

在这里插入图片描述

无贴图火焰

原理：通过两个Voronoi的融合，得到类似火焰向上燃烧的形状，再通过UV和一个Vector 2的Distance制造两个圆形区域，分别作为火焰内心和外围的区域，再合火焰形状相乘，最后再乘上颜色。
在这里插入图片描述

无贴图旋涡

在这里插入图片描述

无贴图闪电

原理：噪声通过Rectangle后，可以形成类似闪电的形状
一个UV向下移动的噪声和一个UV向上移动的噪声相加，再通过Rectangle，则可以形成动态闪电效果。
在这里插入图片描述

全息效果

原理：通过Fraction获取Position的y分量得到一个条纹效果，再通过UV移动得到一个扫描的效果，最后和菲涅尔效果叠加。
在这里插入图片描述

水面波动

原理：使用Gradient Noise随机噪声，再通过一个 Normal Vector结点，代表垂直于物体的法向量，接着，对Position进行一个叠加。
注意Normal Vector和Position的Space都选择Object空间
在这里插入图片描述

物体靠近局部溶解

在这里插入图片描述


using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
/// <summary>
/// 脚本挂在到 需要溶解的物体上
/// </summary>
public class Main : MonoBehaviour
{

    /// <summary>
    /// 材质球
    /// </summary>
    public Material mat;
/// <summary>
/// 要靠近的物体
/// </summary>
    public Transform m_targetObj;
    void Start()
    {
        
    }

    
    void Update()
    {
        mat.SetVector("Vector3_B7D1FB9C",m_targetObj.position);
    }
}

能量罩

在这里插入图片描述
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激光光束

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管道液体流动

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水瓶液体

在这里插入图片描述
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脚本挂载到使用材质的物体上

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class Wobble : MonoBehaviour
{
    Renderer rend;
    Vector3 lastPos;
    Vector3 velocity;
    Vector3 lastRot;
    Vector3 angularVelocity;
    public float MaxWobble = 0.03f;
    public float WobbleSpeed = 1f;
    public float Recovery = 1f;
    public float wobbleAmountX;
    public float wobbleAmountZ;
    float wobbleAmountToAddX;
    float wobbleAmountToAddZ;
    float pulse;
    float time = 0.5f;

    // Use this for initialization
    void Start()
    {
        rend = GetComponent<Renderer>();
    }
    private void Update()
    {
        time += Time.deltaTime;
        // 随着时间的推移减少抖动
        wobbleAmountToAddX = Mathf.Lerp(wobbleAmountToAddX, 0, Time.deltaTime * (Recovery));
        wobbleAmountToAddZ = Mathf.Lerp(wobbleAmountToAddZ, 0, Time.deltaTime * (Recovery));

        // 做一个减小摆动的正弦波
        pulse = 2 * Mathf.PI * WobbleSpeed;
        wobbleAmountX = wobbleAmountToAddX * Mathf.Sin(pulse * time);
        wobbleAmountZ = wobbleAmountToAddZ * Mathf.Sin(pulse * time);

        // 修改着色器参数
        rend.material.SetFloat("_WobbleX", wobbleAmountX);
        rend.material.SetFloat("_WobbleZ", wobbleAmountZ);

        // 速率
        velocity = (lastPos - transform.position) / Time.deltaTime;
        angularVelocity = transform.rotation.eulerAngles - lastRot;


        // 摆动
        wobbleAmountToAddX += Mathf.Clamp((velocity.x + (angularVelocity.z * 0.2f)) * MaxWobble, -MaxWobble, MaxWobble);
        wobbleAmountToAddZ += Mathf.Clamp((velocity.z + (angularVelocity.x * 0.2f)) * MaxWobble, -MaxWobble, MaxWobble);

        // 保持最后的位置
        lastPos = transform.position;
        lastRot = transform.rotation.eulerAngles;
    }
}

星体

在这里插入图片描述
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使用涅菲尔效果实现边缘发光，然后使用时间控制噪声节点偏移，就出现类似星星闪烁的感觉，

然后最重要的是需要做后处理设置，
首先需要安装PostProcessing包
然后需要设置相机
然后再Hierarchy面板右键Volume–Global Voume
这是会有一个Global Volume物体，首先设置Volume组件上Profule,点击New即可
然后点AddOverride,添加Tonemapping和Bloom,
设置Bloom上的Intensity和Tint即可，调整数字和颜色，
在这里插入图片描述
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待续

源码

后面有空我会整理好放上来

参考

【文章】：https://blog.csdn.net/m0_46378049/article/details/115000628
【文章】：https://blog.csdn.net/linxinfa/article/details/108049048

完结

好了，我是向宇，https://xiangyu.blog.csdn.net/

一位在小公司默默奋斗的开发者，出于兴趣爱好，于是开始自习unity。最近创建了一个新栏目【你问我答】，主要是想收集一下大家的问题，有时候一个问题可能几句话说不清楚，我就会以发布文章的形式来回答。 虽然有些问题我可能也不一定会，但是我会查阅各方资料，争取给出最好的建议，希望可以帮助更多想学编程的人，共勉~

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