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Unity Shader實現翻書效果

今天實現一個簡單的翻書的效果,話不多說,先上一張效果圖:

這裡就隨便用的一張紋理了,我們還是稱為“翻木板”吧,哈哈。

實現過程:

其實這個效果實現起來還是挺簡單的,大概思路其實就是 讓所有頂點都繞Z軸旋轉,並且通過正餘弦使之帶有一點弧度

下面開始讓我們一步一步的實現該效果。

首先開啟Unity新建一個工程,場景,並且建立一個名為openBookEffect的Shader檔案,刪掉原本多餘的程式碼。

第一步,我們先讓它繞z軸旋轉起來

這裡就要用到一個旋轉矩陣了,讓頂點左乘該矩陣,就能得到旋轉之後的位置了。(ps:這裡就不詳細的解釋旋轉矩陣怎麼推導來的了,有興趣的可以去百度瞭解一下。)

旋轉矩陣有3種:

1.繞x軸旋轉:

2.繞y軸旋轉

3.繞z軸旋轉

很明顯,我們這裡需要用到的是第三個 繞z軸旋轉的矩陣。下面我們通過程式碼來構建一個旋轉矩陣並使之旋轉一定的角度:

Properties
  {
    _MainTex ("Texture",2D) = "white" {}
    //旋轉角度
    _Angle("Angle",Range(0,180))=0
  }
 ....
  sampler2D _MainTex;
  //角度
  float _Angle;
 //頂點著色器
  v2f vert (appdata v)
  {
    v2f o;
    float s;
    float c;
    //通過該方法可以計算出該角度的正餘弦值
 sincos(radians(_Angle),s,c);
    //旋轉矩陣
    float4x4 rotateMatrix={  
      c,-s,c,1,1
    };
    //頂點左乘以旋轉矩陣
 v.vertex = mul(rotateMatrix,v.vertex);
 //模型空間轉換到裁剪空間
    o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
    o.uv = v.uv;
    return o;
  }
  ....

修改 _Angle 大小,來旋轉平面,如圖:

通過測試發現,這樣的旋轉並不是我們想要的效果,此時旋轉的軸在中心,我們想讓它的旋轉軸在最左邊,此時就需要把所有頂點在旋轉之前都往左偏移5個單位旋轉完成之後再向右偏移5個單位就可以達到我們想要的效果了,程式碼如下:

v2f vert (appdata v)
      {
        v2f o;
        //旋轉之前向左偏移5個單位
  v.vertex -= float4(5,0);
        float s;
        float c;
        //通過該方法可以計算出該角度的正餘弦值
        sincos(radians(_Angle),c);
        //旋轉矩陣
        float4x4 rotateMatrix={
          c,1
        };
        //頂點左乘以旋轉矩陣
        v.vertex = mul(rotateMatrix,v.vertex);
        //旋轉之後偏移回來
  v.vertex += float4(5,0);

        //模型空間轉換到裁剪空間
        o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
        o.uv = v.uv;
        return o;
      }

現在有一點翻書的樣子了,但是現在的翻書效果太生硬了,為了接近真實的翻書效果,我們就需要通過正餘弦函式修改頂點的y座標,來達到一個弧度的效果。

v2f vert (appdata v)
 {
   v2f o;
   //旋轉之前向右偏移5個單位
   v.vertex -= float4(5,0);
   float s;
   float c;
   //通過該方法可以計算出該角度的正餘弦值
   sincos(radians(_Angle),c);
   //旋轉矩陣
   float4x4 rotateMatrix={
     c,1
   };
   //根據x座標,通過正弦函式計算出 y座標的正弦值, _WaveLength 控制波長, 振幅就跟隨角度正弦值動態變化
   v.vertex.y = sin(v.vertex.x*_WaveLength) * s ;

   //頂點左乘以旋轉矩陣
   v.vertex = mul(rotateMatrix,v.vertex);
   //旋轉之後偏移回來
   v.vertex += float4(5,0);

   //模型空間轉換到裁剪空間
   o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
   o.uv = v.uv;
   return o;
 }

效果如下:

現在看著效果是不是闊以了。感覺效果還挺不錯的,但是還沒完,我們仔細觀察會發現“翻書”的過程,背面有點不真實,不應該是該紋理的反面,而是另一張新的紋理,此時我們該怎麼辦呢?
其實很簡單,只需要把正面和反面分開渲染就可以了,一個Pass渲染正面,一個Pass渲染背面。

首先我們需要通過 Cull 指令剔除不需要渲染的那一面。

完整程式碼如下:

Shader "Learn Unity Shader/openBook"
{
  Properties
  {
    //正面紋理
    _MainTex ("Texture",2D) = "white" {}
    //背面紋理
 _SecTex("SecTex",2D)="White"{}

    //旋轉角度
    _Angle("Angle",180))=0
    //波長
    _WaveLength("WaveLength",Range(-1,1))=0

  }
  SubShader
  {

    Pass
    {
      //剔除背面
  Cull Back

      CGPROGRAM
      #pragma vertex vert
      #pragma fragment frag

      #include "UnityCG.cginc"

      struct appdata
      {
        float4 vertex : POSITION;
        float2 uv : TEXCOORD0;
      };

      struct v2f
      {
        float2 uv : TEXCOORD0;
        float4 vertex : SV_POSITION;
      };

      sampler2D _MainTex;
  float4 _MainTex_ST;
      //角度
      float _Angle;
      //波長
      float _WaveLength;

      v2f vert (appdata v)
      {
        v2f o;
        //旋轉之前向右偏移5個單位
        v.vertex -= float4(5,1
        };
        //根據x座標,通過正弦函式計算出 y座標的正弦值, _WaveLength 控制波長, 振幅就跟隨角度正弦值動態變化
        v.vertex.y = sin(v.vertex.x*_WaveLength) * s ;

        //頂點左乘以旋轉矩陣
        v.vertex = mul(rotateMatrix,v.vertex);
        //旋轉之後偏移回來
        v.vertex += float4(5,0);

        //模型空間轉換到裁剪空間
        o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
        o.uv = v.uv;
        return o;
      }


      fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
      {
        fixed4 col = tex2D(_MainTex,i.uv);
        return col;
      }
      ENDCG
    }

     Pass
    {
      //剔除正面
  Cull Front

      CGPROGRAM
      #pragma vertex vert
      #pragma fragment frag

      #include "UnityCG.cginc"

      struct appdata
      {
        float4 vertex : POSITION;
        float2 uv : TEXCOORD0;
      };

      struct v2f
      {
        float2 uv : TEXCOORD0;
        float4 vertex : SV_POSITION;
      };

      //角度
      float _Angle;
      //波長
      float _WaveLength;

      sampler2D _SecTex;
  float4 _SecTex_ST;

      v2f vert (appdata v)
      {
        v2f o;
        //旋轉之前向右偏移5個單位
        v.vertex -= float4(5,0);

        //模型空間轉換到裁剪空間
        o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
        o.uv = v.uv;
        return o;
      }


      fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
      {
        fixed4 col = tex2D(_SecTex,i.uv);
        return col;
      }
      ENDCG
    }
  }
}

最終效果:

引數參考:

在

以上就是本文的全部內容,希望對大家的學習有所幫助,也希望大家多多支援我們。