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本帖最后由 Thepoly 于 2022-3-26 14:41 编辑
Hello . 大家好
今天带来的是美术向的UnityShader小教学 我是麦田
没错，上个月月底工作太忙我鸽了
"If it looks right, it is right.” （“如果它看起来是对的，那它就是对的”） ——《3D Math Primer for Graphics and Game Development》
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视差映射
什么是视差映射？即视差贴图。游戏/影视中使用的一种改进法线贴图技术。也可以理解为高度图。
举个不恰当的例子，一只鸽子以为自己是一只老鹰在天上飞的很高。往下看，下面群山沟壑。受制于我们手机性能的影响，我们就要想办法去解决这种问题。又或者我需要表达高度的地方，通过曲面细分或者置换出面的话，实在太贵了。
这时我们就可以根据实际情况来选择这方面的优化方式。视差，其实就是通过切线空间中的视角（相对于法线的角度）和该点处的高度图的值的函数，来渲染多边形上某个点的纹理坐标来实现的。
在较陡的视角下，纹理坐标的位移更大，由于视线变化而产生的视差效应给人眼造成了深度错觉。
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”上才艺“ BGM
1，打开Unity，我用的版本是2019.3.6，安装好Amplify Shader Editor；
2，版本选择1.8，最新版本的确实舒服，最重要的是老版本在视差映射方面MAC上有BUG；
3，然后我们在场景内创建一个平面 ；
4，Ctrl+Shift+F，选中Cramea，快速切换摄像机角度朝地45度；
5，创建一个Shader文件；
6，准备好一套图，Base，Normal，AO，Height等等。
OK，正文开始，可以看一下这里的设置，前向渲染，层级2000。
首先，我们创建一个Texture Object和UV，注意一下，是Object，不是Sample Texture，然后将Height贴图给它，UV需要指认为获取Height。（下图）
获取一个View Dir（视口方向），设置到切线空间。
这里补充一下，图表封装的还是非常好的，View Dir在代码里都是要手撸的。View Dir的原理图长这样。
View Dir原理图
创建一个核心节点视差遮挡映射，图表已经给你封装好了，就是这个，让你免去计算的痛苦。
其基本原理即为获取到Height贴图的数据（0-1），进行V方向偏移，记录获取到的数据进行步进采样。
具体算法请参见网易大佬的知乎两篇译文，里面有详细的计算方式和实现原理。
https://zhuanlan.zhihu.com/p/128682162
https://zhuanlan.zhihu.com/p/129366157
以及原作者的GitHub链接：
https://github.com/UPBGE/upbge/issues/1009
创建以下内容，将获取到的高度UV给到视差遮挡映射。并且创建一个Range，最大值给1，暴露到材质面板。
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”上才艺x2“
创建DDX与DDY这两个函数
DDX&DDY节点输出相对于屏幕空间xy坐标的指定输入值的偏导数。
这又是什么玩意？
简单的说就是三角面上一个像素的位置上对屏幕坐标x和y方向的导数，也就是该点位置的表面相对于屏幕平面的倾斜程度的度量。
具体解释链接：http://www.aclockworkberry.com/shader-derivative-functions/
链接中解释的是GLSL中的用法，两者其实是一样的，这里的dFdX即为DDX，同理dFdy即为DDY。
看到下图我们能理解，DDX与DDY的计算方式了，GPU光栅的时候，会将他们变成2×2像素的块。通过获取块中像素值之间的差异来计算出导数，即为右边减去左边，底下减去上面。所以，导数是逐像素计算的。
那么应用场景在哪里？Unity3D引擎中的MipMap就是这样计算而来。
介绍完了核心的视差遮蔽映射与局部差异导数函数，下面我们就来继续完善我们想做的东西吧！
创建四个TexSample，将MipMode改为Derivative，再创建一个Range（快捷键1），暴露出DDX与DDY后，将DDX&DDY给到与其对应的数值。
最后我们将自定义后的UV传递给TexSample，以下为总节点图：
最后我们来Game视图看一下效果。
1.只有法线无视差的效果
2.拥有了视差
我们看到，类似一个置换的效果，但是边缘有拉伸锯齿感（和高度图有关）。
3.拥有了DDX&DDY
摄像机拉远一点之后，就会计算局部差异导数函数，此时锯齿感消失。
归根结底，他还是一个Plane，并没有改变平面模型，但是是造成了视觉假象，正印证了文章开头的第一句话：如果它看起来是对的，那就是对的。
"If it looks right, it is right.” （“如果它看起来是对的，那它就是对的”） ——《3D Math Primer for Graphics and Game Development》
文章中的源文件已经打包传到后台，关注公众号后，首页回复麦田即可获取。
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