Unity Shader 广告牌效果

广告牌效果指的是，一个二维平面的法线方向始终与视线（摄像机的观察方向）相同。广泛运用于渲染烟雾，云朵，闪光等。

它的本质在于构建旋转矩阵，此时我们可以选择三个基向量来构建此矩阵。

指向→的方向（X轴）

指向↑的方向（Y轴）

平面的法线方向（Z轴）

计算方法通常是：

1.根据当前摄像机的方向确定法线方向（广告牌效果的本质），并归一化

normal=normalize(viewDir);

2.根据得到的法线方向和初始的向上方向（在本地空间中即为float3（0,1,0））计算向右的方向，并归一化

right=normalize(cross(up,normal));（使用向量的叉乘计算）

3.用计算后的向右方向和法线方向重新校正向上的方向，得到精确值

up'=normalize(cross(right,normal));

计算出旋转矩阵后对原始的顶点进行各自方向上的偏移

脚本如下：

// Upgrade NOTE: replaced '_World2Object' with 'unity_WorldToObject'

Shader "MyUnlit/Billboarding"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
        _Color("Color Tint",color)=(1,1,1,1)
    }
    SubShader
    {
        //对顶点进行变换需禁用合P
        Tags{ "Queue" = "Transparent" "RenderType" = "Transparent" "IgnoreProjector" = "true" "DisableBatching" = "True" }

        Pass
        {
            //透明度混合
            Tags{ "lightmode" = "forwardbase" }
            ZWrite off
            Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha
            Cull off

            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #pragma multi_compile_fog

            #include "UnityCG.cginc"

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                UNITY_FOG_COORDS(1)
                float4 vertex : SV_POSITION;
            };

            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;
            fixed4 _Color;

            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                //计算模型空间中的视线方向
                float3 objViewDir = mul(unity_WorldToObject, float4(_WorldSpaceCameraPos, 1));

                //计算旋转矩阵的各个基向量
                float3 normalDir =normalize(objViewDir);
                float3 upDir =float3(0, 1, 0);
                float3 rightDir = normalize(cross(normalDir, upDir));
                upDir = normalize(cross(normalDir, rightDir));

                //用旋转矩阵对顶点进行偏移
                float3 localPos =rightDir * v.vertex.x + upDir * v.vertex.y + normalDir * v.vertex.z;

                //将偏移之后的值作为新的顶点传递计算
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(float4(localPos,1));
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                UNITY_TRANSFER_FOG(o,o.vertex);
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
                col.rgb *= _Color.rgb;
                UNITY_APPLY_FOG(i.fogCoord, col);
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
    fallback "Transparent/VertexLit"
}