Unity小工具：溶解效果（Dissolve）

七彩极 · 发表于 2021-12-8 07:12

溶解效果是一个很基础的效果，本文是对溶解效果的一个简单的总结，作为一个记录以达到技术积累的目的。同时会在GitHub实现一个小例子，来验证理论。
溶解效果

要实现溶解效果，最重要的就是让某些像素显示，某些像素消失，如下图所示。

为了实现这种效果，我们需要标记哪些像素要显示，哪些像素要消失，于是使用一张噪声图来给每一个像素做标记（Mask）。如下图所示，这个噪声图就是在Photoshop里用“云彩”工具生成的。由于噪声图的随机性，使得像素的显示和消失显得非常不规则，也就满足了对不规则溶解效果的需求。

在shader中“抠掉”一个像素，可以使用clip函数。在片段着色器中调用clip(x)即可丢弃这个像素，其中x为数字，当x小于0.0，该像素则会被丢弃。
在片段着色器中根据当前uv，采样噪声图，就可以获得一个遮罩值。通常的实现方式为clip(遮罩值 - 阈值)，这句代码表示当遮罩值小于阈值时，则当前像素会被丢弃。如果阈值会从0到1动态变化，那么在游戏里将会看到一个动态溶解的动画过程。
以上就是溶解的基本原理。
half dissove = tex2D(_DissTex, i.uv).r;

clip(dissolve - _Clip);定向溶解

有的时候，溶解需要有一定的方向性，比如纸张从左下角往右上角燃烧的效果。设clip = dissolve - _Clip，那么我们可以在clip的基础上，给一个方向相关的因子，即clip = clip + worldFactor。其中worldFactor就是方向相关的因子。
这里给出一种方向相关因子的计算方法。以下为计算worldFactor的顶点着色器代码。
float4 worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex);
float3 rootPos = float3(unity_ObjectToWorld[0].w, unity_ObjectToWorld[1].w, unity_ObjectToWorld[2].w);
float3 pos = worldPos.rgb - rootPos;
float posOffset = dot(normalize(_DissolveDir), pos);
o.worldFactor = posOffset;其中rootPos为物体质心所在的坐标值，因为世界变换矩阵的w行向量即为世界位置（详细请搜索世界矩阵介绍和推导相关文章）。worldPos为当前顶点所处世界位置，在Unity里需要注意这里不允许动态合批，否则worldPos就失效了。那么worldPos - rootPos就可以求得顶点偏离模型质心的偏移向量，最后偏移向量在_DissolveDir方向上的投影长度就是我们所需要的方向因子，因为投影越长，那么在_DissolveDir方向上像素离质心越远。
最终在片段着色器里如下实现即可。
fixed dissove = tex2D(_DissTex, i.uv).r;
dissove = (dissove - _Clip) + i.worldFactor * _WorldSpaceScale;
clip(dissove);顶点溶解

有的时候，溶解需要从中心点向外溶解，或者从某一点开始向外溶解。这个就比较简单了，根据定向溶解的原理，最重要的是找到一个因子。顶点溶解的因子根据像素离中心点距离来求得即可，也就是使用distance函数就可以求得。代码如下。
fixed dissove = tex2D(_DissTex, i.uv).r;
float dist = distance(_DissolveCenterUV, i.uv);
dissove = dissove + dist * _WorldSpaceScale;总结

本文实现的效果如下。

该文章总结了以下知识点。

溶解基础原理
定向溶解和定点溶解算法

验证详见GitHub工程。

jquave · 发表于 2021-12-8 07:18

请问这个shader如何增加透明贴图来控制特效面片呢？

unityloverz · 发表于 2021-12-8 07:20

控制特效面片的啥

maltadirk · 发表于 2021-12-8 07:22

比如一个模型本身就是用透明贴图来控制他的显示区，这个shader就无法使用了！，直接贴本该透明的位置会显示颜色将它填充起来，这个需求很有可能会在ui里运用[捂嘴]

zt3ff3n · 发表于 2021-12-8 07:24

首先你要理解根本没有什么“本该透明”的说法，这个世界没有什么是“本来就这样”的。
至于透明的原理，你可以去了解一下alpha blend，然后自己去改造shader，就可以实现你想要的效果了。

XGundam05 · 发表于 2021-12-8 07:31

嗯了解了解！可能我用词不准确，意思是有透明贴图控制模型半透明的情况下再进行溶解！并非业内人，最近一直在做项目，晚上做U3D的动效作品，有限时间内追求效率，所以才做伸手党的，往后也打算把shader这一块学下来的！谢谢指点！

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