學(xué)習(xí)unity shader有一段時(shí)間了，打算開(kāi)始陸續(xù)整理歸納一下技術(shù)要點(diǎn)，也方便日后的復(fù)習(xí)和參考柴墩。
第一個(gè)總結(jié)做水體效果。對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)凫岖，水體包含的知識(shí)點(diǎn)相對(duì)而言是比較多的江咳，這里就以馮樂(lè)樂(lè)大佬的《Unity Shader入門(mén)精要》這本書(shū)中的內(nèi)容為起點(diǎn)，逐步深入完善水面效果哥放。
書(shū)中包含的內(nèi)容有：
1.通過(guò)CubeMap生成環(huán)境紋理歼指，計(jì)算水面反射
2.使用GrabPass獲取屏幕的渲染紋理，模擬水面折射
3.用Frenel公式混合反射與折射顏色
后續(xù)個(gè)人完善內(nèi)容：
1.基于Gerstner公式增加頂點(diǎn)動(dòng)畫(huà)實(shí)現(xiàn)波浪起伏
2.利用深度紋理實(shí)現(xiàn)浪花效果及調(diào)整水面到水底的可見(jiàn)度
3.利用噪聲擾動(dòng)實(shí)現(xiàn)偽焦散效果
4.使用ShaderGraph實(shí)現(xiàn)上述(Gerstner波以外)的效果
最終效果圖如下（請(qǐng)無(wú)視場(chǎng)景里其它亂七八糟的東西x）：
第一篇就簡(jiǎn)單介紹和回顧一下書(shū)里有的內(nèi)容甥雕，有興趣的朋友非常推薦買(mǎi)一本自己看看东臀，寫(xiě)的非常詳細(xì)。
首先為水面準(zhǔn)備一張切線空間的法線貼圖（隨便百度一下就有犀农，想自己做可以了解一下substance designer）：
通常會(huì)使用一張平面網(wǎng)格作為水體網(wǎng)格惰赋，因此要達(dá)到真實(shí)世界水面的波瀾起伏的效果，需要修改表面法線（即與模型上某點(diǎn)的切線垂直的向量）呵哨。在切線空間中赁濒，若不對(duì)法線加以擾動(dòng)，法線方向就為（0孟害，0拒炎，1），對(duì)x,y增加偏移量之后法線方向便會(huì)產(chǎn)生改變（這也是為什么切線空間法線貼圖都是藍(lán)色調(diào)的原因）挨务。之后x,y的偏移量還可用于對(duì)渲染紋理采樣的偏移模擬水下扭曲的效果击你。
利用對(duì)法線貼圖采樣得到的法線向量參與光照計(jì)算，可得如下效果：
表面起伏感就出來(lái)了谎柄，但是從側(cè)面看其實(shí)還是個(gè)平面丁侄。追求真實(shí)感的話還需增加頂點(diǎn)動(dòng)畫(huà)。
之后就是水面的折射了朝巫，透過(guò)水面可以看到水下的物體鸿摇。這部分效果通過(guò)對(duì)屏幕渲染紋理采樣實(shí)現(xiàn)。
需要注意的是設(shè)置水面網(wǎng)格的渲染隊(duì)列劈猿，需為T(mén)ransparent拙吉，這樣才能保證深度深于水面的物體正確的被渲染到紋理中潮孽。
利用屏幕坐標(biāo)對(duì)渲染紋理采樣，可看到水下物體（被水體平面遮擋的物體）：
然后是水面的反射筷黔。
基本原理是放一個(gè)空物體在水面中心往史，之后通過(guò)腳本在空物體位置設(shè)置一個(gè)臨時(shí)相機(jī)，并將這個(gè)臨時(shí)相機(jī)拍攝到的環(huán)境圖存到一張cubemap里佛舱。之后利用水面的反射方向?qū)@張cubemap進(jìn)行采樣椎例。
由于這個(gè)場(chǎng)景里只有個(gè)skybox，所以反射基本是天藍(lán)色名眉。
基本模塊介紹完了粟矿，之后就是引入時(shí)間變量讓法線貼圖“動(dòng)”起來(lái)了凰棉，計(jì)算公式如下：
此處采用兩個(gè)相反方向的采樣來(lái)達(dá)到水面波光粼粼的效果损拢。
隨后使用法線的xy偏移對(duì)渲染紋理的采樣uv做擾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)水下扭曲效果撒犀。
最后將上述所有代碼組合起來(lái)福压，并使用菲涅爾系數(shù)對(duì)反射和折射顏色進(jìn)行插值，便能達(dá)到一個(gè)基本的水面效果：
到這部分源代碼在作者的github都有上傳：https://github.com/candycat1992/Unity_Shaders_Book/blob/master/Assets/Shaders/Chapter15/Chapter15-WaterWave.shader
下一篇介紹利用深度紋理實(shí)現(xiàn)浪花效果及調(diào)整水面到水底的可見(jiàn)度或舞。
