【教程】UnityShader | 屏幕空间积雪效果

为游戏中的所有纹理都加上雪花可能需要花费大量时间。本文将展示在Unity中如何创建Image Effect（屏幕空间着色器）来快速改变场景的季节。


使用着色器前后效果图对比如下：






工作原理
上面两张图显示的是同一个场景。它们之间唯一的区别就是第二张图启用了相机上的雪花特效。实现该效果无需对场景的贴图做任何更改。这是什么原理呢？
其实原理非常简单。就是假定所有法线朝上的像素点（如：草，地板等）都需要覆盖雪花。同样，法线朝着其它方向的像素点(如：松树，墙)，则需要在雪花纹理和原始纹理之间进行平缓过渡。
获取所需数据
实现上面的雪花效果有以下准备事项：

• 将渲染路径设置为Deferred（延迟渲染）
• 将Camera.depthTextureMode设置为DepthNormals
  

由于第二项可以很方便地由屏幕特效脚本进行设置，所以如果游戏已经使用了前向渲染路径（Forward Rendering Path）时，第一项很容易出问题。
将Camera.depthTextureMode设置为DepthNormals后可以读取屏幕深度（像素与相机之间的距离）和法线（所朝的方向）。
创建一个屏幕特效（Image Effect）由至少一个脚本和一个着色器构成。通常这个着色器不是用来渲染3D物体的，而是根据给定的输入数据渲染一个全屏的图像。在本文的例子中，输入数据就是一张相机渲染的结果图片以及一些用户设置的属性。
这里只是基础的设置，还不能生成雪花。有趣的事情还在后面。
着色器

雪花着色器是无光照着色器（unlit shader），因为屏幕空间是没有光照的，所以也不会用到任何光照信息。片段着色器才是重要部分，通过ScreenSpaceSnow脚本来获取所有数据。
找出需要下雪的地方
正如之前所说，所有法线朝上的表面都将覆盖雪。相机已经设置了生成深度法线贴图，所以现在直接获取即可。
查看Unity官方文档可以了解_CameraDepthNormalsTexture的意义：

• 深度贴图可以作为一个着色器的全局着色器属性进行采样。通过声明名为_CameraDepthTexture的采样器，就能够采样相机的主深度纹理。
• _CameraDepthTexture总是引用相机的主深度贴图。
  

Unity文档解释深度和法线的数据都打包为16位。所以获取法线需要调用DecodeDepthNormal方法进行解包。这个方法检索的是相机空间的法线。也就是说，如果旋转屏幕相机，那么法线朝向也会改变。脚本中将法线乘以_CamToWorld 矩阵就是为了避免这种情况。它会将法线从相机空间转换为世界空间，这样就不再依赖于相机的透视。

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暂时渲染为RGB图像。在Unity中，Y轴是默认向上的。图中绿色部分表示Y坐标轴的值。目前为止结果不错！接下来配置积雪覆盖区域顶部和底部的阀值，以便于调整场景的积雪量。

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雪纹理
如果没有纹理，雪看起来会不真实。最难的部分就是将2D纹理（屏幕空间）应用到3D物体上。一种方法是获取像素的世界坐标，然后将世界坐标的X和Z值作为纹理坐标。
这里涉及到一些数学知识，您只需知道vpos是视口坐标，wpos是由视口坐标与_CamToWorld矩阵相乘而得到的世界坐标，并且它通过除以远平面的位置（_ProjectionParams.z）来转换为有效的世界坐标。最后使用XZ坐标乘以可配置参数_SnowTexScale和远平面，来计算雪的颜色并获取适当的值。

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合并
下面将积雪与场景进行合并。获取场景原始颜色，并使用snowAmount进行插值渐变为snowColor 。

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最后一步：将_TopThreshold设为0.6：

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完成!
结论
全屏效果见下图。看起来不错吧？

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直接上代码：

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这效果挺有意思

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你特么真牛逼

感谢分享

效果很棒~

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撒大声地

楼主辛苦了，谢谢楼主，感谢楼主分享，楼主好人一生平安！！！

学习了

资源甚好，发帖艰辛，且阅且珍惜

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元素那么大，我想来看看

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