Unity中Shader阴影的投射

---

前言

Unity中Shader阴影的投射

---

一、我们急需使用之前 Offset 中的Shader作为测试

Unity中Shader的深度偏移Offset

我们会发现，此时的小狐狸没有影子。这是因为我们的Shader中，并没有写阴影的投射。

---

二、生成阴影

1、添加"LightMode" = "ShadowCaster"的Pass.

Tags{“LightMode” = “ShadowCaster”}

需要添加一个 Unity变体

#pragma multi_compile_shadowcaster
定义在LightMode=ShadowCaster的Pass中，会自动生成两个宏:

1. SHADOWS_DEPTH :用于生成直线光和聚光灯阴影.
2. SHADOW_CUBE :用于生成点光源阴影.

2、appdata中声明float4 vertex:POSITION;和half3 normal:NORMAL;这是生成阴影所需要的语义.

注意：在appdata部分，我们几乎不要去修改名字 和 对应的类型。
因为，在Unity中封装好的很多方法都是使用这些标准的名字 和 类型

struct appdata
{
float4 vertex:POSITION;
half3 normal:NORMAL;
};

3、v2f中添加V2F_SHADOW_CASTER;用于声明需要传送到片断的数据.

struct v2f
{
V2F_SHADOW_CASTER;
};

4、在顶点着色器中添加TRANSFER_SHADOW_CASTER_NORMALOFFSET(o)，主要是计算阴影的偏移以解决不正确的Shadow Acne和Peter Panning现象.

v2f vert(appdata v)
{
v2f o;
TRANSFER_SHADOW_CASTER_NORMALOFFSET(o);
return o;
}

5、在片断着色器中添加SHADOW_CASTER_FRAGMENT(i)

fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
{
SHADOW_CASTER_FRAGMENT(i);
}

可以看见，我们的小狐狸现在已经有了影子

这样写好后，我们可以在 Mesh Renderer 中控制，是否投下阴影

---

三、让影子和小狐狸一起随着消融而变化

1、可以复用之前小狐狸消融的逻辑

最终代码：

Shader "MyShader/P1_7_2"
{
    Properties
    {
        [Enum(Off,0,On,1)]_ZWrite("ZWrite",int) = 0
        [Enum(UnityEngine.Rendering.CompareFunction)]_ZTest("ZTest",int) = 0
        //使用这个标签，可以使外部暴露属性，有标题
        [Header(Base)]
        [NoScaleOffset]_MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
        _Clip("Clip",Range(0,1)) = 0
        //使用这个标签可以 在两行暴露属性之间加 间隙
        [Space(10)]
        [Header(Dissolve)]
        _DissolveTex("DissolveTex",2D) = "black"{}

        [NoScaleOffset]_RampTex("RampTex(RGB)",2D) = "black" {}
        
    }
    SubShader
    {
        Tags{"Queue" = "Geometry"}
        Blend Off
        Cull Back
        /*ZWrite [_ZWrite]
        
        ZTest [_ZTest]*/
        
        Offset -1,-1
        
        UsePass "MyShader/P1_6_4/XRay"
        
        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "UnityCG.cginc"
            
            sampler2D _MainTex;
            float _Clip;
            sampler2D _DissolveTex; 
            //这个四维向量，xyzw分别表示 Tilling 和 Offset 的 xy ,命名方式 在纹理名 后加 _ST
            float4 _DissolveTex_ST;


            //因为 在使用渐变纹理时，只使用了 渐变纹理的 u 坐标，所以把  sampler2D 换为 sampler
            sampler _RampTex;

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

            struct v2f
            {
                float4 uv : TEXCOORD0;
                float4 pos : SV_POSITION;
            };

            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                
                //为了减少传入的值 ，所以就不创建新变量来存储，而是把 uv 改为  四维向量 来用
                //使用 o.uv 的 xy 来存放 原人物贴图
                //使用 o.uv 的 zw 来存放 噪波贴图缩放 和 偏移 后的值
                o.uv.xy = v.uv.xy;
                //o.uv.zw = v.uv * _DissolveTex_ST.xy + _DissolveTex_ST.zw;

                o.uv.zw = TRANSFORM_TEX(v.uv,_DissolveTex);
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv.xy);
                //外部获取的 纹理 ，使用前都需要采样
                fixed4 dissolveTex = tex2D(_DissolveTex,i.uv.zw);
                
                //片段的取舍
                clip(dissolveTex.r -  _Clip);

                //进行归一化
                fixed4 dissolveValue = saturate((dissolveTex.r - _Clip) / (_Clip + 0.1 - _Clip));

                fixed4 rampTex = tex1D(_RampTex,dissolveValue.r);

                //col += rampTex;
                return col;
            }
            ENDCG
        }
        //阴影的投射
        Pass
        {
            //1、设置 "LightMode" = "ShadowCaster"
            Tags{"LightMode" = "ShadowCaster"}
            CGPROGRAM
            
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            //需要添加一个 Unity变体
            #pragma multi_compile_shadowcaster

            
            #include "UnityCG.cginc"

            //声明消融使用的变量
            float _Clip;
            sampler2D _DissolveTex;
            float4 _DissolveTex_ST;
            
            //2、appdata中声明float4 vertex:POSITION;和half3 normal:NORMAL;这是生成阴影所需要的语义.
            //注意：在appdata部分，我们几乎不要去修改名字 和 对应的类型。
            //因为，在Unity中封装好的很多方法都是使用这些标准的名字
            struct appdata
            {
                float4 vertex:POSITION;
                half3 normal:NORMAL;
                float4 uv:TEXCOORD;
            };
            //3、v2f中添加V2F_SHADOW_CASTER;用于声明需要传送到片断的数据.
            struct v2f
            {
                float4 uv : TEXCOORD;
                V2F_SHADOW_CASTER;
            };
            //4、在顶点着色器中添加TRANSFER_SHADOW_CASTER_NORMALOFFSET(o)，主要是计算阴影的偏移以解决不正确的Shadow Acne和Peter Panning现象.
            v2f vert(appdata v)
            {
                v2f o;
                o.uv.zw = TRANSFORM_TEX(v.uv,_DissolveTex);
                TRANSFER_SHADOW_CASTER_NORMALOFFSET(o);
                return o;
            }
            //5、在片断着色器中添加SHADOW_CASTER_FRAGMENT(i)
            
            fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
            {
                //外部获取的 纹理 ，使用前都需要采样
                fixed4 dissolveTex = tex2D(_DissolveTex,i.uv.zw);
                
                //片段的取舍
                clip(dissolveTex.r -  _Clip);
                
                SHADOW_CASTER_FRAGMENT(i);
            }
            ENDCG
        }
    }
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153

最后我们看见，影子随着小狐狸消融 也同时消融了