Angry Bots是Unity安装程序自带的开源示例项目。该示例项目虽然已经发布很久了，但是其很多设计和实现仍然具有参考价值。运行该项目仔细观察，可以发现其雨天地面效果是实时反射的。这里我们先阐明实时反射的原理，然后分析其绘制流程。

构造反射相机

视图矩阵

反射相机的视图矩阵由反射矩阵变换得到，反射矩阵由反射平面确定，下面列出反射矩阵推导过程。

反射位置





反射方向

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M1*M2即得到示例代码所示的反射矩阵。

• static Matrix4x4 CalculateReflectionMatrix(Matrix4x4 reflectionMat, Vector4 plane)
• {
•     reflectionMat.m00 = (1.0F - 2.0F * plane[0] * plane[0]);
•     reflectionMat.m01 = (-2.0F * plane[0] * plane[1]);
•     reflectionMat.m02 = (-2.0F * plane[0] * plane[2]);
•     reflectionMat.m03 = (-2.0F * plane[3] * plane[0]);
•     reflectionMat.m10 = (-2.0F * plane[1] * plane[0]);
•     reflectionMat.m11 = (1.0F - 2.0F * plane[1] * plane[1]);
•     reflectionMat.m12 = (-2.0F * plane[1] * plane[2]);
•     reflectionMat.m13 = (-2.0F * plane[3] * plane[1]);
•     reflectionMat.m20 = (-2.0F * plane[2] * plane[0]);
•     reflectionMat.m21 = (-2.0F * plane[2] * plane[1]);
•     reflectionMat.m22 = (1.0F - 2.0F * plane[2] * plane[2]);
•     reflectionMat.m23 = (-2.0F * plane[3] * plane[2]);
•     reflectionMat.m30 = 0.0F;
•     reflectionMat.m31 = 0.0F;
•     reflectionMat.m32 = 0.0F;
•     reflectionMat.m33 = 1.0F;
•    return reflectionMat;
  

其中代码中4维数组plane存的是点法线式平面方程的参数。

投影矩阵

反射相机的投影矩阵并非常规的投影矩阵，反射面上的斜投影面才是反射相机真正的投影面，所以需要用斜投影面代替掉常规的投影面。示例代码中给出了斜投影矩阵，原理和推导过程参看本文末尾给出的参考文献链接。这里给出示意图：


绘制

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流程

1.创建反射摄像机reflectionCamera，reflectionCamera默认disable，用一张RenderTexutre来保存reflectionCamera绘制的结果，用来在之后的shader里采样。

• reflectCamera.enabled = false;
• reflectCamera.targetTexture = CreateTextureFor(cam);
• private RenderTexture CreateTextureFor(Camera cam)
• {
•     …
•     RenderTexture rt = new RenderTexture(Mathf.FloorToInt(cam.pixelWidth * rtSizeMul), Mathf.FloorToInt(cam.pixelHeight * rtSizeMul), 24, rtFormat);
•     rt.hideFlags = HideFlags.DontSave;
•     return rt;
  

2.在LateUpdate中根据当前摄像机去构造反射摄像机变换矩阵，涉及到反射面reflectiveSurface的选取，示例中是选取合适的路面做反射面，然后手动调用绘制，绘制前设置前面剔除，绘制完置回。

• private void RenderReflectionFor (Camera cam, Camera reflectCamera)
• {
•      …
•      //构造反射平面
•      Vector3 pos = reflectiveSurface.transform.position;
•      pos.y = reflectiveSurface.position.y;
•      Vector3 normal = reflectiveSurface.transform.up;
•      float d = -Vector3.Dot(normal, pos) - clipPlaneOffset;
•      Vector4 reflectionPlane = new Vector4(normal.x, normal.y, normal.z, d);
•      //构造反射视图矩阵
•      Matrix4x4 reflection = Matrix4x4.zero;
•      reflection = CalculateReflectionMatrix(reflection, reflectionPlane);
•      //得到反射摄像机位置
•      oldpos = cam.transform.position;
•      Vector3 newpos = reflection.MultiplyPoint (oldpos);
•      //得到反射摄像机视图矩阵
•      reflectCamera.worldToCameraMatrix = cam.worldToCameraMatrix * reflection;
•      //得到反射摄像机投影矩阵
•      Vector4 clipPlane = CameraSpacePlane(reflectCamera, pos, normal, 1.0f);
•      Matrix4x4 projection =  cam.projectionMatrix;
•      projection = CalculateObliqueMatrix(projection, clipPlane);
•      reflectCamera.projectionMatrix = projection;
•      …
•      GL.SetRevertBackfacing(true);
•      reflectCamera.RenderWithShader (replacementShader, "Reflection");
•      GL.SetRevertBackfacing(false);
  

Shader

反射面的材质接受反射相机绘制好的RenderTexture做为贴图对其采样。示例中的反射面——地面shader增加了uv扰动参数和噪声贴图用来达到扭曲效果，还叠加了一个水花效果，这样的话使得雨天地面反射更加真实，而不是干净得像一面镜子。

}
1  丨v2f_full vert (appdata_full v)
2  丨{
3  丨   …                                         
4  丨    // uv坐标扰动，随时间变化
5  丨    o.normalScrollUv.xyzw = v.texcoord.xyxy * _TexAtlasTiling + _Time.xxxx * _DirectionUv;
6  丨
7  丨    //经验算法？！生成UV取水花贴图                                                                     
8  丨    half3 worldSpace = mul(_Object2World, v.vertex).xyz;
9  丨    worldSpace = (-_WorldSpaceCameraPos * 0.6 + worldSpace) * 0.07;
10丨    o.fakeRefl =  worldSpace.xz;
11丨
12丨    return o;
13丨}
14丨
15丨
16丨fixed4 frag (v2f_full i) : COLOR0
17丨{      
18丨    fixed4 nrml = tex2D(_Normal, i.normalScrollUv.xy);        
19丨    nrml = (nrml - 0.5) * 0.1;            
20丨
21丨    //UV扰动，在RenderTexture采样                                                                                                                             
22丨    fixed4 rtRefl = tex2D (_ReflectionTex, (i.screen.xy / i.screen.w) + nrml.xy);                                         
23丨
24丨    //叠加上在水花贴图
25丨    rtRefl += tex2D (_FakeReflect, i.fakeRefl + nrml.xy);            
26丨
27丨    //原贴图颜色                                                      
28丨    fixed4 tex = tex2D (_MainTex, i.uv);
29丨
30丨    //SrcAlpha One混合模式叠加                           
31丨    tex  = tex + tex.a * rtRefl;                                         
32丨    return tex;
33丨}

效果

附School项目按示例方式添加雨水地面实时反射效果前后对比图：

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参考链接：
http://fp.optics.arizona.edu/opt ... rror%20matrices.pdf
http://www.terathon.com/lengyel/Lengyel-Oblique.pdf
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作者：bill2ccssddnn
来源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/bill2ccssddnn/article/details/50951263
版权声明：本文为博主原创文章，转载请附上博文链接！

定一个能达到的小目标，先赚它一亿元素币

不太看的懂，但是感觉很6

大佬大佬

感谢分享~~

反射很强 支持一下

不错

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太好看了，攒钱买

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每天一早上元素,挖矿撩妹两不误!

资源甚好，发帖艰辛，且阅且珍惜

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十分感谢楼主分享！！！！

蛮好蛮好！

不错，值得收藏