【Unity3D Shader】学习笔记-水②

前言

   具有深度的水，能够表现水面与岸边的过渡，对于清澈的小溪水面还可以看见水底的内容，本篇就介绍如何实现这种清澈的小溪水。

图1 清澈的水

一、制作过程

       在顶点着色器中需要获得当前平面的屏幕坐标，使用内置方法进行获取，具体代码如下：

 // 模型顶点在屏幕中的坐标
o.screenPos = ComputeScreenPos(o.vertex);

       通过摄像机深度纹理获得当前水面以下的深度数据，具体的操作下面的代码已经给出。然后获得的效果应该跟图2类似，边上深度浅的地方应该呈现灰色，而深水区则是全白色。

// 提取深度值 - 非线性
float depth = SAMPLE_DEPTH_TEXTURE_PROJ(_CameraDepthTexture, UNITY_PROJ_COORD(i.screenPos)).r;
// 获取视野线性深度值
depth = LinearEyeDepth(depth); 
// 减去当前面片屏幕深度值，获得水下深度
float depthInWater = saturate(depth - i.screenPos.w);
// 用于查看结果
return fixed4(depthInWater, depthInWater, depthInWater, 1);

图2 水面深度

   上面的边界区域太小，不是很明显。引入新的2个参数来控制水深的范围以及浅水区的强度。

// 除以参数z来控制中间白色部分的范围
float depthInWater = saturate((depth - i.screenPos.w) / _WaveDirection.z);
// 对结果进行pow，使得小于0的部分更小，用于让浅水的地方更淡
depthInWater = pow(depthInWater , _WaveDirection.w);

图3 改变参数获得的新的深度

   现在可以将这个深度数据作为最终水面颜色的Alpha值，这里需要注意Shader需要修改一下RenderType和Queue使用Transparent，并且设置Blend参数。现在的水面与地形交界处可以看见淡淡的地形了。

图4 将深度应用透明通道

   引入一个新的参数用于控制整体的透明度，这样就可以得到一个简单的清澈水面效果。

// col 是上一篇水的最终颜色，额外加上了环境光。
return fixed4(col, depthInWater) * _WaterTransparent;

图5 整体透明

二、后记

   虽然可以看到水底，但还不太真实。水面因为折射和运动应该会导致水底的东西看起来有一定扭曲，并且带有一定的焦散效果。本篇就先完成这样的效果吧，后面学习了再做更加真实的效果。