模仿王者荣耀的实时阴影
技术:unity3d+shader
概述
该demo是模仿王者荣耀的实时阴影,读者可以从中理解到实时阴影的实现原理。
详细
一、准备工作
解压ShadowDemo.zip压缩包,用Unity 5.3.7f1 (64-bit)及以上版本打开项目,打开Demo场景,就可以测试了。以下为压缩包的结构:
二、实现原理
原理:可能有点复杂,为了简单些,转化为2d视角来分析。阴影的产生正如下图所示
由上图可知,阴影的a点与遮挡物的b点在光照方向的垂直面上其实映射的是同一个点d。这很容易让我们联想到MVP当中的投影变换。其实是一样的。我们将于光照方向当做照相机的视线,而与光照方向垂直的面,就是投影变换最后的盒子的正面。这意味着我们可以制作一个正交照相机,使得它与光照方向一致,再将地面模型的各个顶点投影到该照相机上,这时候照相机的纹理UV坐标范围是0~1,地面投影到了照相机,也将其坐标映射到0~1之间,由此与照相机的纹理一一对应,于是将照相机照出来的纹理叠加在地面上,就形成了阴影。
三、程序实现
using UnityEngine; using System.Collections; public class Shadow : MonoBehaviour { public Camera m_ShadowCamera; private RenderTexture m_RT; public Material m_Mat; void Start() { //创建一个纹理,用来捕获照相机的看到的(该纹理既为我们需要的影子的源纹理) m_RT = new RenderTexture(Screen.width, Screen.height, 0, RenderTextureFormat.ARGB32); m_RT.anisoLevel = 8; m_ShadowCamera.targetTexture = m_RT; //将上面的纹理传入材质球中,用来将它处理为影子 m_Mat.SetTexture("_MainTex", m_RT); } void Update() { //实时将生成影子需要的纹理的照相机的矩阵传入材质球,这两个矩阵在下面的着色器代码中使用 m_Mat.SetMatrix("_WorldToCameraMatrix", m_ShadowCamera.worldToCameraMatrix); m_Mat.SetMatrix("_ProjectionMatrix", m_ShadowCamera.projectionMatrix); } }
上面c#代码需要用的shader
// Upgrade NOTE: replaced 'mul(UNITY_MATRIX_MVP,*)' with 'UnityObjectToClipPos(*)' // Upgrade NOTE: replaced '_Object2World' with 'unity_ObjectToWorld' Shader "Hidden/Shadow" { Properties { _MainTex("Texture", 2D) = "white" {} } SubShader { Tags { "Queue" = "Transparent+100" } zwrite off Pass { Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha CGPROGRAM #pragma vertex vert #pragma fragment frag #include "UnityCG.cginc" uniform float4x4 _WorldToCameraMatrix; uniform float4x4 _ProjectionMatrix; struct appdata { float4 vertex : POSITION; float2 uv : TEXCOORD0; }; struct v2f { float2 uv : TEXCOORD0; float4 vertex : SV_POSITION; }; v2f vert(appdata v) { v2f o; o.vertex = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex); //将该模型投影到影子生成的纹理的照相机的空间中,便可以将纹理一一对应上 float4 worldCoord = mul(_Object2World, v.vertex); float4 cameraCoord = mul(_WorldToCameraMatrix, worldCoord); float4 projectionCoord = mul(_ProjectionMatrix, cameraCoord); o.uv = projectionCoord / projectionCoord.w; o.uv = 0.5f*o.uv + float2(0.5f, 0.5f); return o; } sampler2D _MainTex; fixed4 frag(v2f i) : SV_Target { float dis = (i.uv.x - 0.5f)*(i.uv.x - 0.5f) + (i.uv.y - 0.5f)*(i.uv.y - 0.5f); fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv); if(col.r + col.g + col.b + col.a > 0) { col.a = 1.0f; } col.rgb = 0; //这里将纹理沿着边缘虚幻处理 col.a = (col.a - dis*4.0f)*0.3f; if (i.uv.y < 0.0f || i.uv.y > 1.0f || i.uv.x < 0.0f || i.uv.x > 1.0f) { discard; } return col; } ENDCG } } }
王者荣耀的阴影做了一个细节上的处理,所以我在这里也做了同样的处理,既阴影往边界虚化的效果。
三、运行效果
四、项目截图
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