Shader從入門到跑路：實作螢幕扭曲效果

遊資網發表於2020-03-20
Shader從入門到跑路：實作螢幕扭曲效果


前言

這次來實作上章提到的螢幕扭曲效果，需要用到這張圖(文章最後提供連結)

Shader從入門到跑路：實作螢幕扭曲效果
5.1位移圖

先稍微花點時間思考一下這張圖怎麼用。

Shader從入門到跑路：實作螢幕扭曲效果
5.2畫素取樣偏移方法

紋理中紅色的部分代表uv在x軸上的位移，而綠色則表示uv在y軸上的位移。


正文

為此我們的shader需要一個額外的二維紋理屬性用以儲存位移圖，以及一個magnitude屬性，用來調整我們的扭曲效果的強度。以上一章寫好的shader為基礎，加入以下程式碼：

  1. Properties{
  2.         _MainTex("Main Text", 2D) = "white" {}
  3.         _DisplacementTex("Displacement Texture", 2D) = "white" {}
  4.         _Magnitude("Magnitude", Range(0, 1)) = 0
  5. }
複製程式碼

新增一個二維的位移紋理，接著加上一個magnitude拖動條。記得在使用之前要先在CGPROGRAM裡面定義這些屬性：

sampler2D _MainTex;

sampler2D _DisplacementTex;

float _Magnitude;

接下來在frag函式裡面的運算可能有些複雜，看不懂記得來回看多幾遍：

  1. float4 frag(v2f i) : SV_Target
  2. {
  3.         float2 disp = tex2D(_DisplacementTex, i.uv).xy;
  4.         disp = ((disp * 2) - 1) * _Magnitude;
  5.         float4 color = tex2D(_MainTex, i.uv + disp);
  6.         return color;
  7. }
複製程式碼

首先第一步是定義了一個float2的disp來對位移圖進行取樣，下面一行做了一些數學上的轉換。因為從uv中獲取的值是介於0到1之間的，這樣的數值算出來的扭曲效果會不明顯，所以要讓值定位到-1到1之間，讓介面有飄來飄去的感覺，並乘上magnitude讓我們可以控制強度。最後，將我們的主紋理取樣為法向量，但這次，我們將uv加上位移的量

然後回到材質的皮膚，位移圖拖到displacement texture的位置，然後拖動magnitude的拖動條，得到下面的效果


Shader從入門到跑路：實作螢幕扭曲效果
5.3熱起來香菜都扭曲

其實如果你直接把這個效果放到遊戲裡面，也可以製造一些火焰山的感覺，熱到扭曲就是說的這個，連周邊的空氣都要與影像混合在一齊。

但是要手動拖動magnitude畢竟還是太遜了，我們不能給程式猿丟臉，得用程式碼從外部改變內部狀態。

我們可以用unity提供的一個叫_Time的引數，這個引數是寫在了UnityCG.cginc檔案裡的。_它有很多用法，比如_Time.x返回的是當前的時間的20分之一，_Time.y則是當前時間等等。

https://docs.unity3d.com/Manual/SL-UnityShaderVariables.html

在告訴你解法之前，我強烈建議你先遮住這一段下面的程式碼部分（伸手黨的同學可以跳過這一部分），自己好好想一想用_Time引數怎麼實現動態扭曲。首先思考一下剛才我們是怎麼實現扭曲的。我們將位移圖的取樣結果新增到uv上，在對主紋理（在這裡就是螢幕）取樣時使用偏移過的uv來進行取樣，便會得到渲染效果。（沒懂？劃上去看程式碼，依然沒懂翻前一章看OnRenderImage的程式碼）那麼，如果扭曲是動態的，就是說，一開始，uv值就隨著時間的推移而改變，我們在對位移圖進行取樣的時候，uv值就已經改變過了。到此為止，思路上的提示我已經給得差不多，現在到你思考了。

動態扭曲的程式碼：

  1. float4 frag (v2f i) : SV_Target
  2. {
  3.         float2 distuv = float2(i.uv.x + _Time.x * 2, i.uv.y + _Time.x * 2);

  5.         float2 disp = tex2D(_DisplacementTex, distuv).xy;
  6.         disp = ((disp * 2) - 1) * _Magnitude;

  8.         float4 col = tex2D(_MainTex, i.uv + disp);
  9.         return col;
  10. }
複製程式碼

隨便給magnitude設一個值就可以看到這樣的動態扭曲效果：

Shader從入門到跑路：實作螢幕扭曲效果
5.4美麗的香菜


Shader從入門到跑路：實作螢幕扭曲效果

位移圖連結：

https://pan.baidu.com/share/init?surl=dtMOiK5WstENYspRUyv0JQ

提取碼:ewjq

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作者：俊銘
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