《Unity Shader 入门精要》从Bulit-in 到URP （HLSL）Chapter15.3-基于噪声纹理的全局雾效

eyou121

前言：

已经进入“高级篇”啦，但愿大师多多撑持，多多存眷，这将对我发生非常愉悦的正反馈~

“《Unity Shader 入门精要》从Bulit-in 到URP”是一个辅佐Unity Shader学习者以冯乐乐女神《Unity Shader 入门精要》为基础学习用HLSL语言编写URP着色器的案例教学系列。

作者自学能力有限，抛砖引玉，如有建议和问题请各位大佬和同仁交流斧正。

Bulit-in版：

1. // Upgrade NOTE: replaced 'mul(UNITY_MATRIX_MVP,*)' with 'UnityObjectToClipPos(*)'
3. Shader ”Unity Shaders Book/Chapter 15/Fog With Noise” {
4.         Properties {
5.                 _MainTex (”Base (RGB)”, 2D) = ”white” {}
6.                 _FogDensity (”Fog Density”, Float) = 1.0
7.                 _FogColor (”Fog Color”, Color) = (1, 1, 1, 1)
8.                 _FogStart (”Fog Start”, Float) = 0.0
9.                 _FogEnd (”Fog End”, Float) = 1.0
10.                 _NoiseTex (”Noise Texture”, 2D) = ”white” {}
11.                 _FogXSpeed (”Fog Horizontal Speed”, Float) = 0.1
12.                 _FogYSpeed (”Fog Vertical Speed”, Float) = 0.1
13.                 _NoiseAmount (”Noise Amount”, Float) = 1
14.         }
15.         SubShader {
16.                 CGINCLUDE
17.                
18.                 #include ”UnityCG.cginc”
19.                
20.                 float4x4 _FrustumCornersRay;
21.                
22.                 sampler2D _MainTex;
23.                 half4 _MainTex_TexelSize;
24.                 sampler2D _CameraDepthTexture;
25.                 half _FogDensity;
26.                 fixed4 _FogColor;
27.                 float _FogStart;
28.                 float _FogEnd;
29.                 sampler2D _NoiseTex;
30.                 half _FogXSpeed;
31.                 half _FogYSpeed;
32.                 half _NoiseAmount;
33.                
34.                 struct v2f {
35.                         float4 pos : SV_POSITION;
36.                         float2 uv : TEXCOORD0;
37.                         float2 uv_depth : TEXCOORD1;
38.                         float4 interpolatedRay : TEXCOORD2;
39.                 };
40.                
41.                 v2f vert(appdata_img v) {
42.                         v2f o;
43.                         o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
44.                        
45.                         o.uv = v.texcoord;
46.                         o.uv_depth = v.texcoord;
47.                        
48.                         #if UNITY_UV_STARTS_AT_TOP
49.                         if (_MainTex_TexelSize.y < 0)
50.                                 o.uv_depth.y = 1 - o.uv_depth.y;
51.                         #endif
52.                        
53.                         int index = 0;
54.                         if (v.texcoord.x < 0.5 && v.texcoord.y < 0.5) {
55.                                 index = 0;
56.                         } else if (v.texcoord.x > 0.5 && v.texcoord.y < 0.5) {
57.                                 index = 1;
58.                         } else if (v.texcoord.x > 0.5 && v.texcoord.y > 0.5) {
59.                                 index = 2;
60.                         } else {
61.                                 index = 3;
62.                         }
63.                         #if UNITY_UV_STARTS_AT_TOP
64.                         if (_MainTex_TexelSize.y < 0)
65.                                 index = 3 - index;
66.                         #endif
67.                        
68.                         o.interpolatedRay = _FrustumCornersRay[index];
69.                                           
70.                         return o;
71.                 }
72.                
73.                 fixed4 frag(v2f i) : SV_Target {
74.                         float linearDepth = LinearEyeDepth(SAMPLE_DEPTH_TEXTURE(_CameraDepthTexture, i.uv_depth));
75.                         float3 worldPos = _WorldSpaceCameraPos + linearDepth * i.interpolatedRay.xyz;
76.                        
77.                         float2 speed = _Time.y * float2(_FogXSpeed, _FogYSpeed);
78.                         float noise = (tex2D(_NoiseTex, i.uv + speed).r - 0.5) * _NoiseAmount;
79.                                        
80.                         float fogDensity = (_FogEnd - worldPos.y) / (_FogEnd - _FogStart);
81.                         fogDensity = saturate(fogDensity * _FogDensity * (1 + noise));
82.                        
83.                         fixed4 finalColor = tex2D(_MainTex, i.uv);
84.                         finalColor.rgb = lerp(finalColor.rgb, _FogColor.rgb, fogDensity);
85.                        
86.                         return finalColor;
87.                 }
88.                
89.                 ENDCG
90.                
91.                 Pass {                 
92.                         CGPROGRAM  
93.                        
94.                         #pragma vertex vert  
95.                         #pragma fragment frag  
96.                           
97.                         ENDCG
98.                 }
99.         }
100.         FallBack Off
101. }

复制代码

URP版：

Unity项目源码：

1. Shader ”Unlit/Chapter15-FogWithNoise”
2. {
3.     Properties {
4.                 _MainTex (”Base (RGB)”, 2D) = ”white” {}
5.                 _FogDensity (”Fog Density”, Float) = 1.0
6.                 _FogColor (”Fog Color”, Color) = (1, 1, 1, 1)
7.                 _FogStart (”Fog Start”, Float) = 0.0
8.                 _FogEnd (”Fog End”, Float) = 1.0
9.                 _NoiseTex (”Noise Texture”, 2D) = ”white” {}
10.                 _FogXSpeed (”Fog Horizontal Speed”, Float) = 0.1
11.                 _FogYSpeed (”Fog Vertical Speed”, Float) = 0.1
12.                 _NoiseAmount (”Noise Amount”, Float) = 1
13.         }
14.     SubShader {
15.         Tags {”RenderPipeline” = ”UniversalPipeline”}
16.                 HLSLINCLUDE
17.                
18.                 #include ”Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl”
19.                 #include ”Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Lighting.hlsl”
21.         CBUFFER_START(UnityPerMaterial)
22.             half4 _MainTex_TexelSize;
23.             half _FogDensity;
24.             half4 _FogColor;
25.             float _FogStart;
26.             float _FogEnd;
27.             half _FogXSpeed;
28.             half _FogYSpeed;
29.             half _NoiseAmount;
30.             float4x4 _FrustumCornersRay;
31.         CBUFFER_END
32.                        
33.                         TEXTURE2D(_MainTex);                           SAMPLER(sampler_MainTex);
34.             TEXTURE2D(_CameraDepthTexture);                SAMPLER(sampler_CameraDepthTexture);
35.             TEXTURE2D(_NoiseTex);                          SAMPLER(sampler_NoiseTex);
36.                
37.         struct appdata{
38.             float4 vertex : POSITION;
39.             float2 texcoord : TEXCOORD0;
40.         };
42.                 struct v2f {
43.                         float4 pos : SV_POSITION;
44.                         float2 uv : TEXCOORD0;
45.                         float2 uv_depth : TEXCOORD1;
46.                         float4 interpolatedRay : TEXCOORD2;
47.                 };
48.                
49.                 v2f vert(appdata v) {
50.                         v2f o;
51.                         o.pos = TransformObjectToHClip(v.vertex);
52.                        
53.                         o.uv = v.texcoord;
54.                         o.uv_depth = v.texcoord;
55.                        
56.                         #if UNITY_UV_STARTS_AT_TOP
57.                         if (_MainTex_TexelSize.y < 0)
58.                                 o.uv_depth.y = 1 - o.uv_depth.y;
59.                         #endif
60.                        
61.                         int index = 0;
62.                         if (v.texcoord.x < 0.5 && v.texcoord.y < 0.5) {
63.                                 index = 0;
64.                         } else if (v.texcoord.x > 0.5 && v.texcoord.y < 0.5) {
65.                                 index = 1;
66.                         } else if (v.texcoord.x > 0.5 && v.texcoord.y > 0.5) {
67.                                 index = 2;
68.                         } else {
69.                                 index = 3;
70.                         }
71.                         #if UNITY_UV_STARTS_AT_TOP
72.                         if (_MainTex_TexelSize.y < 0)
73.                                 index = 3 - index;
74.                         #endif
75.                        
76.                         o.interpolatedRay = _FrustumCornersRay[index];
77.                                           
78.                         return o;
79.                 }
80.                
81.                 half4 frag(v2f i) : SV_Target {
82.                         float linearDepth = LinearEyeDepth(SAMPLE_DEPTH_TEXTURE(_CameraDepthTexture, sampler_CameraDepthTexture, i.uv_depth), _ZBufferParams);
83.                         float3 worldPos = _WorldSpaceCameraPos + linearDepth * i.interpolatedRay.xyz;
84.                        
85.                         float2 speed = _Time.y * float2(_FogXSpeed, _FogYSpeed);
86.                         float noise = (SAMPLE_TEXTURE2D(_NoiseTex, sampler_NoiseTex, i.uv + speed).r - 0.5) * _NoiseAmount;
87.                                        
88.                         float fogDensity = (_FogEnd - worldPos.y) / (_FogEnd - _FogStart);
89.                         fogDensity = saturate(fogDensity * _FogDensity * (1 + noise));
90.                        
91.                         half4 finalColor = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, i.uv);
92.                         finalColor.rgb = lerp(finalColor.rgb, _FogColor.rgb, fogDensity);
93.                        
94.                         return finalColor;
95.                 }
96.                
97.                 ENDHLSL
98.                
99.                 Pass {                 
100.                         HLSLPROGRAM  
101.                        
102.                         #pragma vertex vert  
103.                         #pragma fragment frag  
104.                           
105.                         ENDHLSL
106.                 }
107.         }
108.         FallBack ”Packages/com.unity.render-pipelines.universal/FallbackError”
109. }

复制代码

效果图：



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