浅谈Unity的实时阴影

明绍宗朱聿键鼻 · 发表于 2021-1-17 14:32

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 &#34;ShadowCaster&#34;
Tags { &#34;LightMode&#34; = &#34;ShadowCaster&#34; }
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 &#34;UnityCG.cginc&#34;
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
}

复制代码

这个Pass把物体渲染进ShadowMap
二、阴影接收
在ForwardBase Pass中，加入

Pass
{
Tags { &#34;LightMode&#34; = &#34;ForwardBase&#34; }
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include &#34;UnityCG.cginc&#34;
#pragma multi_compile_fwdbase
#include &#34;AutoLight.cginc&#34;
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
}

复制代码

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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