Wave

这篇文章主要分析一个Shader，从而感受shader的魅力，并学习相关shader的函数的用法。

先看Shader运行的效果（随着时间移动的波浪，具体效果请参考 ）：

下面是代码：

 

[cpp]  

 

下面进行分析：

1. ComputeScreenPos的解析：

用于把三维的坐标转化为屏幕上的点。有两种方式，请参考 

ComputeScreenPos在UnityCG.cginc文件中定义如下：

 

 // Projected screen position helpers
 #define V2F_SCREEN_TYPE float4
 inline float4 ComputeScreenPos (float4 pos) {
     float4 o = pos * 0.5f;
     #if defined(UNITY_HALF_TEXEL_OFFSET)
     o.xy = float2(o.x, o.y*_ProjectionParams.x) + o.w * _ScreenParams.zw;
     #else
     o.xy = float2(o.x, o.y*_ProjectionParams.x) + o.w;
     #endif

     #if defined(SHADER_API_FLASH)
     o.xy *= unity_NPOTScale.xy;
     #endif

     o.zw = pos.zw;
     return o;
 }

原理解析（待续）

 

2. 背景的绘制

2.1) 用于求余数，比如fmod(1.5, 1.0) 返回0.5；

2.2) step用于大小的比较，step(a,x) :  0 if x<a; 1 if x>=a; 比如: step(1, 1.2), 返回1; step(1, 0.8) 返回0；

2.3) 结合fmod和step可以得到一个虚线的效果。 比如要得到虚线段长度为1的代码如下：

c1 = fmod(x, 2*width); c1=step(width,c1); //其中width为1

那么如果x的范围是［0,1)，c1的值为0；范围为[1,2)，c1的值为1；2为一个周期；

那么fmod起到了制作周期的作用，step计算周期内的0和1；

2.4)把2.3中的知识运用到2维，就可以计算出方块。

lerp函数的用法：lerp( a , b ,f )， f为百分数（取值范围［0，1］）；如果f为0，则lerp返回a，f为1，则返回b。f为0到1之间，就返回a到b之间的值。

代码中的 lerp(uv.x * COLOR1, uv.y * COLOR2, c1*c2); 其中c1和c2的取值不是为1，就是为0，所以就可以变成网格的情况。 背景绘制如下：

3. 波纹的绘制

3.1 ) 坐标的转化

uv = -1.0 + 2.0*uv;  // 把uv的x和y轴压缩到原来的0.5倍后，向右上角移动1个单位。

3.2 )  画一条直线：

由于上面把y轴移动到屏幕的中心，所以屏幕的上半部分为正的，下半部分为负的，代码如下：

 

 wave_width = abs(1.0 / (50.0 * uv.y));
 wave_color = fixed3(wave_width * 1.9, wave_width, wave_width * 1.5);

其中50.0是用来控制线的宽度的（数值越大，线越细），效果如下：

 

3.3）把直线变为曲线，并使其动起来：

 

 uv.y += (0.07 * sin(uv.x*10 + _Time.y));
 wave_width = abs(1.0 / (50.0 * uv.y));
 wave_color = fixed3(wave_width * 1.9, wave_width, wave_width * 1.5);

效果如下：

 

3.4）多画几条曲线，形成波浪：

 

 for(float i=0.0; i<10.0; i++) {
     uv.y += (0.07 * sin(uv.x + i/7.0 +  _Time.y));
     wave_width = abs(1.0 / (150.0 * uv.y));
     wave_color += fixed3(wave_width * 1.9, wave_width, wave_width * 1.5);
 }

最终效果请见文章开头。

 

其实写shader，很多时候都是要通过不断地效果叠加并调试来达到效果。