Unity下带法向的Bump Mapping(雪地效果)

转自:http://qiankanglai.me/2015/01/19/unity-bump-map/

它要做的事情其实很简单:最普通的Bump Map只是在顶点处沿着法向量做一个位移,但法向量是保持不变,这样导致的结果就是和新的Mesh对不上了~论文提出了一个方法,通过屏幕空间的手法近似做一个法向量扰动,使得效果更加逼真。对比图见下:左边是只修改pos;右边是同时修改pos和normal。

这个东西很适合拿来做雪地脚印的简单交互~不得不吐槽,一开始我试图用surface shader实现,但是始终没法将最终的worldNormal转回tangent space,因为直接写回o.Normal就全乱套了……

BumpMap.shaderview raw

Shader "Kanglai/BumpTest" {

    Properties {

        _MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" {}

        _BumpMap ("Bump (R)", 2D) = "black" {}

        _BumpScale ("Bump Scale", Range(-0.3, 0.3)) = 0.01

    }

    SubShader {

        Pass {

            CGPROGRAM

            #pragma vertex vert

            #pragma fragment frag

            #pragma glsl

            #pragma target 3.0

            #include "UnityCG.cginc"

            sampler2D _MainTex, _BumpMap;

            float _BumpScale;


            struct v2f{

                float4 pos : SV_POSITION;

                float4 tex : TEXCOORD0;

                float4 wpos : TEXCOORD1;

                float3 normal : TEXCOORD2;

            };

            float3 perturbNormalArb( float3 surf_pos, float3 surf_norm, float2 dHdxy ) {

                float3 vSigmaX = ddx( surf_pos );

                float3 vSigmaY = ddy( surf_pos );

                float3 vN = surf_norm;    // normalized

                float3 R1 = cross( vSigmaY, vN );

                float3 R2 = cross( vN, vSigmaX );

                float fDet = dot( vSigmaX, R1 );

                float3 vGrad = sign( fDet ) * ( dHdxy.x * R1 + dHdxy.y * R2 );

                return normalize( abs( fDet ) * surf_norm - vGrad );

            }


            v2f vert(appdata_base i){

                v2f o;

                o.normal = mul ((float3x3)UNITY_MATRIX_IT_MV, i.normal);

                float _Amount = tex2D (_BumpMap, i.texcoord.xy).r * _BumpScale;

                o.wpos = mul (UNITY_MATRIX_MV, i.vertex);

                o.wpos.xyz += o.normal * _Amount;

                o.pos = mul (UNITY_MATRIX_P, o.wpos);

                o.tex = i.texcoord;

                return o;

            }

            float4 frag(v2f i) : COLOR {

                float3 albedo = tex2D(_MainTex, i.tex.xy);


                float2 TexDx = ddx(i.tex.xy);

                float2 TexDy = ddy(i.tex.xy);

                float Hll = tex2D(_BumpMap, i.tex.xy).x;

                float Hlr = tex2D(_BumpMap, i.tex.xy + TexDx).x;

                float Hul = tex2D(_BumpMap, i.tex.xy + TexDy).x;

                float dBs = (Hlr - Hll) * _BumpScale ;

                float dBt = (Hul - Hll) * _BumpScale ;


                i.normal = perturbNormalArb(i.wpos, i.normal, float2(dBs, dBt));


                #ifndef USING_DIRECTIONAL_LIGHT

                float3 lightDir = _WorldSpaceLightPos0.xyz - i.wpos;

                #else

                float3 lightDir = _WorldSpaceLightPos0.xyz;

                #endif

                float diff = max (0, dot (i.normal, normalize(lightDir)));

                return float4(albedo * diff, 1.0);

            }

            ENDCG

        }

    }

    FallBack "Diffuse"

}

推荐阅读更多精彩内容