Unity3D眼镜Shader技术实现

笔者介绍：姜雪伟，IT公司技术合伙人，IT高级讲师，CSDN社区专家，特邀编辑，畅销书作者，已出版书籍：《手把手教你架构3D游戏引擎》电子工业出版社和《Unity3D实战核心技术详解》电子工业出版社等。

CSDN视频网址：http://edu.csdn.net/lecturer/144

最近在利用Shader实现眼镜的反射，透明以及高光，法线等效果，Unity虽然为我们提供了很多的Shader，但是在实际项目开发中，大部分不能直接使用，因为项目的需求要求实现的渲染效果时比较细致的，我们项目目前实现的眼镜渲染比较贴近于真实的眼镜，这就要求我们要明白其实现原理，然后将其调试出来，我们的眼镜分为三部分：镜框，镜面，眼鼻三部分。

每一部分都单独对其进行渲染处理，当然如果你讲它们合并在一起也是可以的，镜框的实现需要我们使用法线和原图两张材质就实现了高光，法线效果，非常炫，实现效果如下所示：

接下来实现镜面效果，在这里使用了Cubemap和Diffuse模拟真实环境中的镜面反射效果，实现如下所示：

最后一个是镜鼻的实现，它的实现比较简单只是用了透明处理，实现的效果如下所示：

而且实现了透明遮挡处理，以上就是关于眼镜的实现效果，下面把眼镜镜面的渲染代码给读者展示如下：

Shader "Custom/Glass_Mirror" {Properties {_cubemap ("cubemap", Cube) = "_Skybox" {}_cubemap_slider ("cubemap_slider", Range(0, 1)) = 1_color ("color", Color) = (0.5,0.5,0.5,1)_texture_diffuse ("texture_diffuse", 2D) = "white" {}_alpha_slider ("_alpha_slider", Range(0, 1)) = 1}SubShader {Tags {"Queue"="Transparent" "IgnoreProjector"="True" "RenderType"="Transparent"}Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha Pass {
//            Name "FORWARD"
//           Tags {
//                "LightMode"="ForwardBase"
//            }CGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#define UNITY_PASS_FORWARDBASE#include "UnityCG.cginc"#include "AutoLight.cginc"#include "UnityPBSLighting.cginc"#include "UnityStandardBRDF.cginc"#pragma multi_compile_fwdbase_fullshadows//#pragma multi_compile_fog//#pragma exclude_renderers gles3 metal d3d11_9x xbox360 xboxone ps3 ps4 psp2 #pragma target 3.0// uniform float4 _LightColor0;uniform samplerCUBE _cubemap;uniform float _cubemap_slider;uniform float4 _color;uniform sampler2D _texture_diffuse; uniform float4 _texture_diffuse_ST;uniform float _alpha_slider;struct VertexInput {float4 vertex : POSITION;float3 normal : NORMAL;float2 texcoord0 : TEXCOORD0;};struct VertexOutput {float4 pos : SV_POSITION;float2 uv0 : TEXCOORD0;float4 posWorld : TEXCOORD1;float3 normalDir : TEXCOORD2;LIGHTING_COORDS(3,4)UNITY_FOG_COORDS(5)};VertexOutput vert (VertexInput v) {VertexOutput o = (VertexOutput)0;o.uv0 = v.texcoord0;o.normalDir = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);o.posWorld = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex);float3 lightColor = _LightColor0.rgb;o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex );UNITY_TRANSFER_FOG(o,o.pos);TRANSFER_VERTEX_TO_FRAGMENT(o)return o;}float4 frag(VertexOutput i) : COLOR {i.normalDir = normalize(i.normalDir);float3 viewDirection = normalize(_WorldSpaceCameraPos.xyz - i.posWorld.xyz);float3 normalDirection = i.normalDir;float3 viewReflectDirection = reflect( -viewDirection, normalDirection );float3 lightDirection = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);float3 lightColor = _LightColor0.rgb;float3 halfDirection = normalize(viewDirection+lightDirection);
// Lighting:float attenuation = LIGHT_ATTENUATION(i);float3 attenColor = attenuation * _LightColor0.rgb;float Pi = 3.141592654;float InvPi = 0.31830988618;/
/ Gloss:float gloss = 0.8;float specPow = exp2( gloss * 10.0+1.0);/// GI Data:UnityLight light;#ifdef LIGHTMAP_OFFlight.color = lightColor;light.dir = lightDirection;light.ndotl = LambertTerm (normalDirection, light.dir);#elselight.color = half3(0.f, 0.f, 0.f);light.ndotl = 0.0f;light.dir = half3(0.f, 0.f, 0.f);#endifUnityGIInput d;d.light = light;d.worldPos = i.posWorld.xyz;d.worldViewDir = viewDirection;d.atten = attenuation;d.boxMax[0] = unity_SpecCube0_BoxMax;d.boxMin[0] = unity_SpecCube0_BoxMin;d.probePosition[0] = unity_SpecCube0_ProbePosition;d.probeHDR[0] = unity_SpecCube0_HDR;d.boxMax[1] = unity_SpecCube1_BoxMax;d.boxMin[1] = unity_SpecCube1_BoxMin;d.probePosition[1] = unity_SpecCube1_ProbePosition;d.probeHDR[1] = unity_SpecCube1_HDR;Unity_GlossyEnvironmentData ugls_en_data;ugls_en_data.roughness = 1.0 - gloss;ugls_en_data.reflUVW = viewReflectDirection;UnityGI gi = UnityGlobalIllumination(d, 1, normalDirection, ugls_en_data );lightDirection = gi.light.dir;lightColor = gi.light.color;
// Specular:float NdotL = max(0, dot( normalDirection, lightDirection ));float LdotH = max(0.0,dot(lightDirection, halfDirection));float3 specularColor = 0.0;float specularMonochrome;float node_5610 = 0.2;float3 diffuseColor = float3(node_5610,node_5610,node_5610); // Need this for specular when using metallicdiffuseColor = DiffuseAndSpecularFromMetallic( diffuseColor, specularColor, specularColor, specularMonochrome );specularMonochrome = 1.0-specularMonochrome;float NdotV = max(0.0,dot( normalDirection, viewDirection ));float NdotH = max(0.0,dot( normalDirection, halfDirection ));float VdotH = max(0.0,dot( viewDirection, halfDirection ));float visTerm = SmithJointGGXVisibilityTerm( NdotL, NdotV, 1.0-gloss );float normTerm = max(0.0, GGXTerm(NdotH, 1.0-gloss));float specularPBL = (NdotL*visTerm*normTerm) * (UNITY_PI / 4);if (IsGammaSpace())specularPBL = sqrt(max(1e-4h, specularPBL));specularPBL = max(0, specularPBL * NdotL);float3 directSpecular = (floor(attenuation) * _LightColor0.rgb)*specularPBL*FresnelTerm(specularColor, LdotH);half grazingTerm = saturate( gloss + specularMonochrome );float3 indirectSpecular = (gi.indirect.specular);indirectSpecular *= FresnelLerp (specularColor, grazingTerm, NdotV);float3 specular = (directSpecular + indirectSpecular);/// Diffuse://float NdotL = max(0.0,dot( normalDirection, lightDirection ));float3 directDiffuse = max( 0.0, NdotL) * attenColor;float3 indirectDiffuse = float3(0,0,0);indirectDiffuse *= UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.rgb; // Ambient Lightfloat3 node_307 = (texCUBE(_cubemap,viewReflectDirection).rgb*_cubemap_slider);//indirectDiffuse += float3(node_307,node_307,node_307); // Diffuse Ambient LightindirectDiffuse += node_307;float4 _texture_diffuse_var = tex2D(_texture_diffuse,i.uv0);diffuseColor = (_texture_diffuse_var.rgb);float3 diffuse = (directDiffuse + indirectDiffuse) * diffuseColor;//float3 diffuse = node_307 + diffuseColor;
/// Final Color:float3 finalColor = diffuse + specular;//float3 finalColor = diffuseColor;fixed4 finalRGBA = fixed4(finalColor,_alpha_slider);UNITY_APPLY_FOG(i.fogCoord, finalRGBA);return finalRGBA;}ENDCG}}FallBack "Diffuse"
}

其实就是利用了反射，法线，透明这些基本的技术综合在一起实现了镜面的Shader处理。。。。

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