UnityShader案例篇—旋转、平移和缩放

一、前言

在Unity中通过控制物体的Transform可以很容易的对物体进行旋转、平移和缩放，得到一些简单的动画效果。但是有个不好的地方是，一旦这个物体上有碰撞体的话，会跟环境发生碰撞。我就就想能不能在不麻烦特效动画那边的情况下，自己用Shader去处理一些基于模型顶点或贴图的dong动画效果。如图所示是我完全使用Shader处理处理的顶点的xuan旋转、平移和缩放，另外还有两个是贴图的旋转和平移。Unity的版本为2017.3.1

顶点的移动

顶点的旋转

顶点的缩放

贴图的移动

贴图的旋转

上面五个类型的操作，其中旋转是比较难的，其他的顶点操作都比较简单。

二、实现

1、顶点的移动：在Shader代码里设置三个方向的变量_SpeedX、_SpeedY和_SpeedZ，然后再顶点变换的时候fen分别加上这个变量就可以来对顶点进行位移操作，如果乘以shi'时间就可以得到自动位移的效果了，所以顶点Shader代码为：

v2f vert (appdata v){v2f o;o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);o.vertex += float4(_SpeedX, _SpeedY, 0, _SpeedZ)*_Time.y;o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);return o;}

2、贴图的移动：关键是对UV进行操作，关键的片段Shader部分的代码为

         fixed4 frag (v2f i) : SV_Target{// sample the texturefixed2 UV = i.uv;fixed xV = _XSpeed * _Time.x;fixed yV = _YSpeed * _Time.y;UV += fixed2(xV, yV);fixed4 col = tex2D(_MainTex, UV);return col;}

3、顶点的缩放：上面的位移是对顶点ji进行加操作，而缩放是对顶点的值进行乘操作就可以了，关键的顶点Shader部分代码为

         v2f vert (appdata v){v2f o;v.vertex.xz *= clamp((_SinTime.w + 3.0)*0.5, 1.0, 2.0);o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);o.uv.xy = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);return o;}

4、顶点的旋转：旋转相比上面的操作会比较难，思路是先计算要旋转的角度，然后得到旋转矩阵，最后直接讲顶点的位置向量和旋转矩阵相乘得到新的顶点值，关键的计算函数为：

         float4 CalculateRotation(float4 pos){float rotation=_RotationSpeed*_Time.y;float s,c;sincos(radians(rotation), s, c);float2x2 rotMatrix=float2x2(c,-s,s,c);pos.xy=mul(pos.xy,rotMatrix);return pos;}

新的顶点的计算并不是每个方向都计算，我这里只处理了x和z方向的，将新得到的顶点位置赋值给输出顶点的时候要注意原来的z就是新顶点的y顶点Shader的代码为：

     v2f vert (appdata v){v2f o;float4 k=float4(v.vertex.x,v.vertex.z,1.0,1.0);k=CalculateRotation(k);o.vertex = UnityObjectToClipPos(float4(k.x,v.vertex.y,k.y,v.vertex.w));o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);return o;}

5、贴图的旋转：这里要用到一个变量“_MainTex_ST”（如果贴图的名称为“_MainTex”），其实只要涉及到对模型贴图的UV进行位移和偏移操作都要用到这个变量，还必须先声明一下，如下所示：它是一个四维向量，其中xy是贴图的Scale，zw是贴图的offset

sampler2D _MainTex;uniform float _RotationSpeed;float4 _MainTex_ST;

先计算当前贴图的缩放比例和偏移相对原点的值div，然后对当前贴图的顶点进行旋转，最后加上div得到正在旋转之后的贴图的值，关键代码如下：

float4 CalculateRotation(float4 pos){//先计算距离位置点距离原点的值float2 div= (_MainTex_ST.xy / 2.0) + _MainTex_ST.zw;float rot = _RotationSpeed * _Time.y;pos.xy -= div;float s, c;sincos(radians(rot), s, c);float2x2 rotMatrix = float2x2(c, -s, s, c);pos.xy = mul(pos.xy, rotMatrix);pos.xy += div;return pos;}v2f vert (appdata v){v2f o;o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);o.uv.xy = CalculateRotation(v.uv);return o;}

三、总结

1、由物体的transform的旋转、平移和缩放尝试着实现了Shader对模型顶点或贴图的旋转、平移和缩放

2、其实还差一个贴图的缩放，有兴趣的朋友可以自己去实现一下，跟旋转操作的变量是一致的

3、工程下载地址或者可以去我的蛮牛博客Unity&Shader案例篇—旋转、平移和缩放

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