摘要

????我們將使用Unity通用渲染管線和ShaderGraph中部分功能制作根據(jù)位置和轉(zhuǎn)向來(lái)調(diào)整外觀的著色器，我們將使用《Boat Attack》demo。demo很好地展示出了通用渲染管線的可能性，及項(xiàng)目在支持多平臺(tái)時(shí)能達(dá)到什么效果。demo項(xiàng)目下載及詳細(xì)教程參考下面視頻。

著色器詳解

我們用ShaderGraph為巖塊和峭壁制作了一個(gè)著色器，讓網(wǎng)格的材質(zhì)能自動(dòng)適應(yīng)，讓對(duì)象在場(chǎng)景中不論位置，轉(zhuǎn)向是多少都能使用正確的材質(zhì)，著色器會(huì)讓巖石底部一直是潮濕的，讓植被僅在特定高度之上的巖塊頂部出現(xiàn)。

????來(lái)看看如何用ShaderGraph來(lái)制作這類著色器吧。首先，新建著色器，選擇Shader> PBR Graph，讓我們將它命名為RockShader，再創(chuàng)建一個(gè)新材質(zhì)指定到巖塊上，著色器主要通過(guò)計(jì)算獲取對(duì)象在場(chǎng)景中當(dāng)前 的位置和轉(zhuǎn)向，再確定網(wǎng)格外觀，為不同層級(jí)生成遮罩。

????我們先在基礎(chǔ)層級(jí)上添加巖石紋理，新建SampleTexture2D節(jié)點(diǎn)，連接上 一個(gè)新Texture節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)應(yīng)轉(zhuǎn)換為屬性，命名為RockAlbedo，接著創(chuàng)建，連接法線貼圖，在《Boat Attack》demo中，我們將法線貼圖和環(huán)境光遮蔽貼圖打包進(jìn)了同一紋理中，將多個(gè)紋理打包進(jìn)圖像不同通道中可以 節(jié)省不少紋理內(nèi)存，但也意味著貼圖要解包后使用，指定通道時(shí)也不能出錯(cuò)。

????新建一個(gè)SampleTexture2D節(jié)點(diǎn)，連接到漲到 AO或法線環(huán)境光遮蔽貼圖上，然后抓取紅色通道，把它連接到Preview節(jié)點(diǎn)就能看到，這是 巖塊的環(huán)境光遮蔽貼圖，那將輸出連接到主節(jié)點(diǎn)的Occlusion上，再創(chuàng)建個(gè)Vector3節(jié)點(diǎn)，將綠色通道連接到y(tǒng)輸入點(diǎn)，藍(lán)色通道到z輸入點(diǎn)，alpha通道到x輸入點(diǎn)，隨后重新映射輸入紋理0到1數(shù)值范圍到普通矢量的-1到1范圍。為此，我們可將數(shù)值乘2再減1，新建Multiply節(jié)點(diǎn)，將數(shù)值都乘上2。

????再連接到一個(gè)Substract節(jié)點(diǎn)將 數(shù)值都減去1 。在Preview中 ，能看到紋理重映射后已經(jīng)能實(shí)際使用了，將輸入連接到主節(jié)點(diǎn)作為法線貼圖，同時(shí)連接上Albedo貼圖。

????巖塊看起來(lái)挺好的，接下來(lái)看看如何在圖表中添加些運(yùn)算，在特定高度上添加植被。

????回到ShaderGraph先整理下圖表，我們能隱藏部分?jǐn)?shù)值，在節(jié)點(diǎn)上右擊，選擇View>Collapse Ports。

????菜單上還能選擇隱藏節(jié)點(diǎn)的預(yù)覽。

????首先創(chuàng)建植被的紋理節(jié)點(diǎn)。接著，為 Normal和Albedo紋理添加Lerp節(jié)點(diǎn)，Lerp節(jié)點(diǎn)的Time輸入決定了兩種輸入紋理之間著色器的過(guò)渡方式，輸入應(yīng)在0和1之間。但我們能使用灰階紋理來(lái)設(shè)定，遮擋兩個(gè)紋理的混合位置，給Time屬性指定個(gè)SampleGradient節(jié)點(diǎn)就能顯示出效果。

????隨著uv變化，顏色會(huì) 從黑變白，因?yàn)楹谏?等0，白色等于1，Lerp節(jié)點(diǎn)2會(huì)根據(jù)輸入從一個(gè)紋理逐漸過(guò)渡另一個(gè)紋理。不過(guò)巖塊上看起來(lái)不對(duì)勁，這是因?yàn)榫W(wǎng)格uv展開(kāi)方式不對(duì)。

????我們需要用巖塊紋理的數(shù)據(jù)來(lái)生成、修改植被的遮罩，讓其只在頂部出現(xiàn)，將巖塊紋理連接到 Lerp節(jié)點(diǎn)的A端口，植被紋理連接到B端口。

????接著創(chuàng)建Position節(jié)點(diǎn)，取得對(duì)象的AbsoluteWorld世界絕對(duì)位置，

????從中取得y軸位置，拆分輸出，將綠色通道傳入Smoothstep節(jié)點(diǎn)。

????這時(shí)將輸出連接到Lerp節(jié)點(diǎn)的Time端口，遮罩就會(huì)出現(xiàn)在巖塊上了。

不過(guò)遮罩似乎只遮到了巖塊的底層，這是因?yàn)槲覀兪褂昧藋軸位置來(lái)設(shè)定遮罩，任何大于1的 紋理都為白色植被紋理才會(huì)出現(xiàn)。

????來(lái)看看如何將草地的分布向上挪一挪。在黑板中新建Vector1屬性，稱為GrassHeightBlend，將屬性連接到Smoothstep節(jié)點(diǎn)的Edge2端點(diǎn)2，來(lái)控制植被出現(xiàn)的高度閾值。

????可以注意到，當(dāng)更改材質(zhì)上的數(shù)值時(shí)，修改的是漸變效果，而不是遮罩間的交點(diǎn)，我們來(lái)添加個(gè)與Blend值相關(guān)的Smoothstep節(jié)點(diǎn)值，讓邊緣濃密度能保持一致。

????新建Subtract節(jié)點(diǎn)，將數(shù)值減去1，讓漸變效果從GrassHeightBlend減1單位的位置上開(kāi)始。類似的，新建Add節(jié)點(diǎn)，將Smoothstep節(jié)點(diǎn)的第二個(gè)值，高為GrassHeightBlend加1單位的值。

????這下邊緣濃密度會(huì)保持一致，混合點(diǎn)則能在巖塊上下移動(dòng)?？雌饋?lái)很不錯(cuò)了。遮罩現(xiàn)在能正確混合了。最后一步是 讓植被僅出在指向特定方向的網(wǎng)格上。我們能通過(guò)將法線貼圖轉(zhuǎn)換成方向矢量實(shí)現(xiàn)，抓取巖塊法線貼圖，用Transform節(jié)點(diǎn)將其從正切空間轉(zhuǎn)換到場(chǎng)景空間，將Type類型設(shè)為Direction。

????該紋理貼圖就能顯示出網(wǎng)格每部分的世界方向了。我們要讓植被僅出現(xiàn)在向上的網(wǎng)格上，即紋理的綠色通道，那將輸出拆分，將綠色通道接Multiply節(jié)點(diǎn)，將輸出與此前的Smoothstep輸出相乘，節(jié)點(diǎn)現(xiàn)在會(huì)根據(jù)網(wǎng)格法線向上的程度 來(lái)輸出個(gè)0到1的值。

????如果將輸出用作Lerp節(jié)點(diǎn)的 遮罩，植被便只會(huì)出現(xiàn)在網(wǎng)格上最向上的部分出現(xiàn)。

????在最后潤(rùn)色上，我們來(lái)為運(yùn)算添加些控制，控制在巖塊上并排的植被數(shù)量，在Multiply節(jié)點(diǎn)后新添Smoothstep節(jié)點(diǎn)。

????在黑板上新建Vector1屬性，稱作Grass Threshold，設(shè)定為0到1的滑動(dòng)條，將閾值連接到一 個(gè)One Minus節(jié)點(diǎn)，將輸出輸入到Smoothstep節(jié)點(diǎn)的 Edge2端點(diǎn)，將輸出連接到Lerp節(jié)點(diǎn)的Time端點(diǎn)?，F(xiàn)在，我們可以控制材質(zhì)設(shè)定植被在巖塊上的伸展程度了，經(jīng)過(guò)短短幾次更迭。我們就使用ShaderGraph為游戲制作了非常靈活的著色器 ，可以看到ShaderGraph是一個(gè)實(shí)用、強(qiáng)大的工具，可用來(lái)快速為游戲創(chuàng)建 、更迭著色器。