Unity-3D 紋理
2021-03-28 12:01 作者:unity_某某師_高錦錦 | 我要投稿
3D 紋理是位圖圖像，其中包含三維信息，而不是標準的二維信息。3D 紋理通常用于仿真諸如霧或煙的體積效果，模擬體積 3D 網(wǎng)格，或存儲動畫紋理并在這些動畫紋理之間平滑混合。
在 Unity 項目中，Unity Editor 將 3D 紋理表示為紋理資源。要配置紋理資源的導入設置，可選擇該紋理資源并使用?Inspector，或者編寫一個使用?TextureImporter?API 的腳本。
在 Unity 引擎中，Unity 使用?Texture3D?類來表示 3D 紋理。使用此類可以在 C# 腳本中與 3D 紋理進行交互。
3D 紋理大小
3D 紋理的最大分辨率為 2048 x 2048 x 2048。
請注意，隨著分辨率的提高，3D 紋理在內存中和磁盤上的大小會迅速增加。一個沒有 Mipmap 且分辨率為 16 x 16 x 16 的 RGBA32 3D 紋理具有 128KB 的大小，而分辨率為 256 x 256 x 256 時則具有 512MB 的大小。
創(chuàng)建 3D 紋理
要在項目中創(chuàng)建 3D 紋理，必須使用腳本。
下面的示例是一個 Editor 腳本，該腳本創(chuàng)建一個 Texture3D 類的實例，用顏色數(shù)據(jù)填充該實例，然后作為紋理資源保存到項目中。
using UnityEditor;
using UnityEngine;
public class ExampleEditorScript : MonoBehaviour { ? ?
?[MenuItem("CreateExamples/3DTexture")] ? ?
?static void CreateTexture3D(){ ? ? ? ?
? ?// 配置紋理 ? ? ? ?
? ?int size = 32; ? ? ? ?
? ?TextureFormat format = TextureFormat.RGBA32; ? ? ? ?
? ?TextureWrapMode wrapMode = ?TextureWrapMode.Clamp; ? ? ? ?
? ?// 創(chuàng)建紋理并應用配置 ? ? ? ?
? ?Texture3D texture = new Texture3D(size, size, size, format, false);
? ?texture.wrapMode = wrapMode; ? ? ? ?
? ?// 創(chuàng)建 3 維數(shù)組以存儲顏色數(shù)據(jù) ? ? ? ?
? ?Color[] colors = new Color[size * size * size]; ? ? ? ?
? ?// 填充數(shù)組，使紋理的 x、y 和 z 值映射為紅色、藍色和綠色 ? ? ? ?
? ?float inverseResolution = 1.0f / (size - 1.0f); ? ? ? ?
? ?for (int z = 0; z < size; z++){
? ? ?int zOffset = z * size * size;
? ? ?for (int y = 0; y < size; y++)
? ? ?{
? ? ? ?int yOffset = y * size;
? ? ? ?for (int x = 0; x < size; x++){
? ? ? ? ?colors[x + yOffset + zOffset] = new Color(x * inverseResolution, ? ? ? ? ? ? ?y * inverseResolution, z * inverseResolution, 1.0f);
? ? ? ?} ? ? ? ? ? ?
? ? ?} ? ? ? ?
? ?} ? ? ? ?
? ?// 將顏色值復制到紋理
? ?texture.SetPixels(colors);
? ?// 將更改應用到紋理，然后將更新的紋理上傳到 GPU
? ?texture.Apply();
? ?// 將紋理保存到 Unity 項目
? ?AssetDatabase.CreateAsset(texture, "Assets/Example3DTexture.asset"); ? ?
?}
}在著色器中使用 3D 紋理
下面是一個使用 3D 紋理來可視化體積的簡單光線追蹤 (Raymarching) 著色器示例。
Shader "Unlit/VolumeShader" { ? ?
?Properties{ ? ? ? ?
? ?_MainTex ("Texture", 3D) = "white" {}
? ?_Alpha ("Alpha", float) = 0.02
? ?_StepSize ("Step Size", float) = 0.01
?}
?SubShader{
? ?Tags { "Queue" = "Transparent" "RenderType" = "Transparent" }
? ?Blend One OneMinusSrcAlpha
? ?LOD 100
? ?Pass{
? ? ?CGPROGRAM
? ? ?#pragma vertex vert
? ? ?#pragma fragment frag
? ? ?#include "UnityCG.cginc"
? ? ?// 最大光線追蹤樣本數(shù)
? ? ?#define MAX_STEP_COUNT 128
? ? ?// 允許的浮點數(shù)誤差
? ? ?#define EPSILON 0.00001f
? ? ?struct appdata{
? ? ? ?float4 vertex : POSITION;
? ? ?};
? ? ?struct v2f{
? ? ? ?float4 vertex : SV_POSITION;
? ? ? ?float3 objectVertex : TEXCOORD0;
? ? ? ?float3 vectorToSurface : TEXCOORD1;
? ? ?};
? ? ?sampler3D _MainTex;
? ? ?float4 _MainTex_ST;
? ? ?float _Alpha;
? ? ?float _StepSize;
? ? ?v2f vert (appdata v){
? ? ? ?v2f o;
? ? ? ?// 對象空間中的頂點將成為光線追蹤的起點
? ? ? ?o.objectVertex = v.vertex;
? ? ? ?// 計算世界空間中從攝像機到頂點的矢量
? ? ? ?float3 worldVertex = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;
? ? ? ?o.vectorToSurface = worldVertex - _WorldSpaceCameraPos;
? ? ? ?o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
? ? ? ?return o;
? ? ?}
? ? ?float4 BlendUnder(float4 color, float4 newColor){
? ? ? ?color.rgb += (1.0 - color.a) * newColor.a * newColor.rgb;
? ? ? ?color.a += (1.0 - color.a) * newColor.a;
? ? ? ?return color;
? ? ?}
? ? ?fixed4 frag(v2f i) : SV_Target{
? ? ? ?// 開始在對象的正面進行光線追蹤
? ? ? ?float3 rayOrigin = i.objectVertex;
? ? ? ?// 使用攝像機到對象表面的矢量獲取射線方向
? ? ? ?float3 rayDirection = mul(unity_WorldToObject, float4(normalize(i.vectorToSurface), 1));
? ? ? ?float4 color = float4(0, 0, 0, 0);
? ? ? ?float3 samplePosition = rayOrigin;
? ? ? ?// 穿過對象空間進行光線追蹤
? ? ? ?for (int i = 0; i < MAX_STEP_COUNT; i++){
? ? ? ? ?// 僅在單位立方體邊界內累積顏色
? ? ? ? ?if(max(abs(samplePosition.x), max(abs(samplePosition.y), abs(samplePosition.z))) < 0.5f + EPSILON)
? ? ? ? ? ?sampledColor = tex3D(_MainTex, samplePosition + float3(0.5f, 0.5f, 0.5f))
? ? ? ? ?sampledColor.a *= _Alpha;
? ? ? ? ?color = BlendUnder(color, sampledColor);
? ? ? ? ?samplePosition += rayDirection * _StepSize;
? ? ? ?}
? ? ?}
? ? ?return color;
? ?}
? ?ENDCG
?}
}
}如果將此著色器用于在頁面頂部的示例中創(chuàng)建的 3D 紋理，則結果將如下所示：
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