明绍宗朱聿键鼻 发表于 2021-1-17 14:32

浅谈Unity的实时阴影

本文档主要记录一下如何在unity中要加入实时阴影。
一、阴影投射。
首先,要先加入一个LightMode为ShadowCaster的pass,例如:
// Pass to render object as a shadow caster
Pass
{
Name "ShadowCaster"
Tags { "LightMode" = "ShadowCaster" }

    CGPROGRAM
    #pragma vertex vert
    #pragma fragment frag
    #pragma target 2.0
    #pragma multi_compile_shadowcaster
    #pragma multi_compile_instancing // allow instanced shadow pass for most of the shaders
    #include "UnityCG.cginc"

    struct v2f {
      V2F_SHADOW_CASTER;
      UNITY_VERTEX_OUTPUT_STEREO
    };

    v2f vert(appdata_base v)
    {
      v2f o;
      UNITY_SETUP_INSTANCE_ID(v);
      UNITY_INITIALIZE_VERTEX_OUTPUT_STEREO(o);
      TRANSFER_SHADOW_CASTER_NORMALOFFSET(o)
      return o;
    }

    float4 frag(v2f i) : SV_Target
    {
      SHADOW_CASTER_FRAGMENT(i)
    }
    ENDCG
}这个Pass把物体渲染进ShadowMap
二、阴影接收
在ForwardBase Pass中,加入
Pass
{
    Tags { "LightMode" = "ForwardBase" }

    CGPROGRAM

    #pragma vertex vert
    #pragma fragment frag
    #include "UnityCG.cginc"

    #pragma multi_compile_fwdbase

    #include "AutoLight.cginc"


    struct v2f
    {
      float4 pos : SV_POSITION;
      float3 worldPos : Texcoord0;
      LIGHTING_COORDS(1,2)
    };


    v2f vert(appdata_base v) {
      v2f o;
      o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
      TRANSFER_VERTEX_TO_FRAGMENT(o);

      return o;
    }

    fixed4 frag(v2f i) : COLOR {
      float atten = LIGHT_ATTENUATION(i);
      //UNITY_LIGHT_ATTENUATION(atten, i, i.worldPos);
      fixed3 outColor = fixed3(0.6, 0.0, 0.0) * atten;
      return float4(outColor, 0.5);
    }
    ENDCG
}得到的atten 就是shadow值。


代码来说还是很简单的,但是在测试过程中遇到几个问题,在这里记录一下:
1.ForwardBase Pass中只处理平行光阴影,LightMap等,其他的灯光需要在ForwordAdd Pass中进行处理。
2.在顶点着色器中加入顶点变换的话,接受阴影需要使用UNITY_LIGHT_ATTENUATION(atten, i, i.worldPos);因为在设置阴影坐标的时候是把v.vertex变换到灯光空间,位移之后除非改动v.vertex,否则阴影坐标计算的是顶点变换前的。
3.PC平台和移动平台对阴影的默认设置不一样,比如PC平台默认是Cascaded Shadow开启,那如果物体想仅接收阴影,也必须写Shadowcaster Pass,因为使用的屏幕空间的Cascaded Shadow Map, 移动平台默认是关闭Cascaded Shadow,仅接收阴影不用写Shadowcaster Pass;具体可参见unity5.0更新说明,Shadowcaster实际是用来收集CameraDepthTexture:


示例工程:https://github.com/willFederer/ShadowTest
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