本文參考自教程，加上自己的一點心得體會臀玄。

首先，根據(jù)水面和場景的深度差異劃分為淺水和深水畅蹂，淺水和深水各取兩個極值健无，然后根據(jù)深度進行插值。所謂的淺水液斜，就是水面下的物體與水面的距離較小累贤，顏色較淺；所謂的深水少漆，就是水面下的物體與水面的距離較大臼膏，顏色較深。

那么示损，如何獲得場景深度呢渗磅？Unity引擎自帶了_CameraDepthTexture，但這是基于屏幕坐標系的texture屎媳，如何在frag shader里去采樣到正確的值呢夺溢？對于頂點而言，我們先通過UnityObjectToClipPos將其轉(zhuǎn)換到齊次坐標系烛谊，此時和的取值范圍均為，然后根據(jù)視口變換：

我們發(fā)現(xiàn)嘉汰，實際的采樣坐標即為丹禀。Unity提供了兩個內(nèi)置函數(shù)幫助我們進行采樣：ComputeScreenPos和tex2Dproj。ComputeScreenPos這個函數(shù)得到的結(jié)果為，tex2Dproj函數(shù)會對傳入的采樣坐標進行透視除法再采樣双泪。

然而持搜，采樣出來的深度值是經(jīng)過透視投影變換后的深度，已經(jīng)不再是線性的焙矛，我們需要把它還原為原始的深度值再進行使用葫盼。這其實本質(zhì)上是投影變換的逆變換。Unity也提供了一個內(nèi)置函數(shù)：LinearEyeDepth村斟。通過該函數(shù)得到原始深度贫导，與水面的原始深度做差，利用這個差異值就可以對顏色進行線性插值了蟆盹。有兩點需要意識到：

1. 場景深度texture里保存的深度信息是水面渲染之前的孩灯，也就是說是不包含水面的深度信息的，另外逾滥，在開啟early-z的情況下峰档，水面frag代碼執(zhí)行的條件就是水面的深度值要比場景深度值要小
2. 水面的原始深度值就是ComputeScreenPos這個函數(shù)返回的。在進行透視除法之前寨昙，原始深度值一直保存在vertex的分量

綜上讥巡，以上實現(xiàn)的shader代碼如下：

float existDepth01 = tex2Dproj(_CameraDepthTexture, i.screenPos).r;
float existDepth = LinearEyeDepth(existDepth01);
float difference = existDepth - i.screenPos.w;
float difference01 = saturate(difference / _MaxDistanceCutOff);

float4 waterColor = lerp(_ShallowWaterColor, _DeepWaterColor, difference01);

效果如圖。

如何做一個卡通水面效果1.jpg

第二步舔哪，我們需要為水面加上一些擾動信息欢顷，來實現(xiàn)波紋效果。使用一張噪聲貼圖尸红，直接采樣出顏色與現(xiàn)有顏色疊加：

如何做一個卡通水面效果2.jpg

可以發(fā)現(xiàn)吱涉，由于顏色直接疊加等舔，把大部分區(qū)域的顏色刷得太亮了女揭，而我們想要的，其實是亮的地方顏色保持不變啤呼，暗的地方刷成波紋的顏色盅蝗，因此加一個cutoff進行過濾：

如何做一個卡通水面效果3.jpg

接下來鳖链，我們希望靠近岸邊的邊緣部分也要有波紋《漳靠近岸邊的水面和場景的深度差異較小芙委，可以利用這一點降低對噪聲的cutoff值，讓邊緣部分的噪聲也可以add到水面上：

如何做一個卡通水面效果4.jpg

另外狂秦，可以再加一張擾動貼圖灌侣，采樣兩個通道對噪聲貼圖的uv進行偏移，來實現(xiàn)流動的效果裂问。

現(xiàn)在侧啼，大體的感覺已經(jīng)有了牛柒。細心觀察可以發(fā)現(xiàn)，水面與物體接觸的地方痊乾，波紋應(yīng)該更明顯一點皮壁，也就是與物體接觸的地方需要額外降低對噪聲的cutoff值。這時哪审，需要借助場景中的法線數(shù)據(jù)來處理蛾魄。水面與物體接觸的地方法線差異比較大，其他地方法線差異比較小湿滓。容易想到用兩個法向量的點積來衡量向量的差異程度滴须。

由于Unity自帶的法線紋理精確有限，這里考慮自己渲染出一張場景的法線紋理圖茉稠。額外新建一個camera描馅，通過設(shè)置它的depth，使用SetReplacementShader方法而线，替換掉場景中其他所有shader铭污，讓其都用寫法線的方式渲染，得到RT膀篮。這個方法可以替換掉所有對于Tag相同的shader嘹狞，讓它們用指定的shader渲染，對于Tag不同的誓竿，則跳過渲染磅网，這里可以參照Unity官方文檔。

如何做一個卡通水面效果5.png

接下來筷屡，我們可以通過修改shader的tag和blend模式涧偷，來讓水面變得透明。同時毙死，我們還希望能夠調(diào)整波紋的顏色燎潮。為了讓波紋自身的顏色能與水面本身的顏色融合而不是相加，我們采用alpha-blend的模式扼倘，讓波紋自身的顏色blend到水面上确封，這時，之前用到的cutoff得到的結(jié)果可以用在設(shè)置波紋的alpha上再菊。

如何做一個卡通水面效果6.png

最后爪喘，對波紋邊緣處，可以用smoothstep對cutoff進行平滑纠拔。

總結(jié)一下秉剑，實現(xiàn)一個簡單的卡通水面效果，分為如下幾個步驟：

1. 根據(jù)水面與場景的深度差異稠诲，劃分出淺水區(qū)和深水區(qū)秃症；
2. 使用噪聲貼圖blend到水面上候址，達到水波紋的效果吕粹，注意在水面邊緣种柑，深度差異小的地方水波紋的效果大；在水面中央有物體的地方匹耕，法線差異大聚请，水波紋效果也大；
3. 通過調(diào)整blend的模式稳其，讓水波紋可以設(shè)置自身的顏色blend到水面上驶赏；
4. 水波紋效果邊緣可以用smoothstep進行平滑。