[Shader 着色器]冰霜效果的思考和实现

http://game.ceeger.com/forum/read.php?tid=23209&fid=2

由于最近要做一个冰系的角色，就想能不能做一些冰霜效果。那么就试试吧，先弄一张原图： 

 

1.常规的冰霜，最简单的要数霜冻的颜色变化，只需要减少亮度，增加蓝色分量。 

片段着色器： 

texcol *= fixed4(0.9, 0.9, 0.9, 1f); 
 texcol.b += 0.2; 

效果如下： 
 
虽然简单，但效果也十分一般。 

2.如果你玩过冰火围城，它里面的冰冻效果则是更加金属化，给人的感觉是一层灰色滤镜再增加一点蓝色，然后顶部会更亮。 

首先，我们要计算法线夹角，方便处理顶部更亮这部分。 

顶点着色器： 

float3 normal = mul(SCALED_NORMAL, (float3x3)_World2Object); 
 fixed dotProduct = dot(normal, fixed3(0, 1, 0)) / 2; 
if(dotProduct <= 0) 
 { 
         dotProduct = 0; 
} 
  o.color = dotProduct.xxx; 

然后灰化整个角色，并且增加顶部亮度。 

片段着色器： 

float grey = dot(texcol.rgb, float3(0.299, 0.587, 0.114)) + i.color.x; 
texcol = fixed4(grey, grey, grey, texcol.a); 
texcol.r -= 0.15; 
 texcol.b += 0.15; 
效果如下： 
 
不过由于这个模型本身比较暗，所以看上去有点像雕像。但这似乎不是我们想要的效果呢，于是我打算换一个思路，让材质先变成霜。 

增加了一张贴图，看看霜的效果： 
 
哈哈，有点像冰棍了呢。但霜应该要亮一些，我打算增加下亮度，同时增加外发光。 

顶点着色器： 

fixed3 viewDir = normalize(ObjSpaceViewDir(v.vertex)); 
 fixed dotProduct = 1 - dot(v.normal, viewDir); 
o.color = smoothstep(0, 1, dotProduct);     
o.color *= _RimColor; 

片段着色器： 

texcol.rgb += i.color; 


效果: 
 
可是这样就完全是冰棍了呢，我想要混合一下原始的像素，于是增加一个变量，控制一下混合。 

片段着色器： 

texcol = texcol * _Frezz +  alpha * (1 - _Frezz); 


设置效果： 
 
通过控制滚动条可以调整混合比例，这个大概是64开的比例，看着还行吧。 


但这样就结束的话还是差强人意，因为冰霜的变化太过规则了，我们很多时候希望的是随机变化，显得更自然。 

再增加一张噪点贴图，通过获得贴图的值调整混合比例。 

 float ClipTex = tex2D (_RandomTex, i.uv).r ; 
float ClipAmount = (_Frezz - ClipTex) / 2 + 0.5; 
 if(ClipAmount < 0) 
 { 
          ClipAmount = 0; 
} 
if(ClipAmount > 1) 
 { 
           ClipAmount = 1; 
 } 

效果如下： 
 
这样马马虎虎吧，如果还要继续就需要法线贴图，遗憾的是这个模型没有法线贴图。 

如果有法线贴图，我们可以再法线贴图层面上增加冰霜的颜色变化。 

最后 的完整shader代码： 

本部分设定了隐藏,您已回复过了,以下是隐藏的内容

// Upgrade NOTE: replaced 'PositionFog()' with multiply of UNITY_MATRIX_MVP by position 
// Upgrade NOTE: replaced 'V2F_POS_FOG' with 'float4 pos : SV_POSITION' 
Shader "Custom/CharactorShaderCullOff" { 
    Properties { 
        _MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" {} 
        _AlphaTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" {} 
        _RandomTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" {} 
        _RimColor ("Rim Color", Color) = (1, 0, 0, 1) 
        _Color("_Color", Color) = (0.5,0.5,0.5,1) 
        _Rampage("_Rampage", Float) = 0 
        _Frezz("_Frezz", Range(0, 1)) = 0 
    } 
   
    SubShader { 
     //Tags {"Queue"="Transparent" "IgnoreProjector"="True" "RenderType"="Transparent"} 
        Pass { 
            cull off 
            Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha 
            CGPROGRAM 
// Upgrade NOTE: excluded shader from DX11 and Xbox360; has structs without semantics (struct v2f members pos1) 
#pragma exclude_renderers d3d11 xbox360 
                #pragma vertex vert 
                #pragma fragment frag 
                #include "UnityCG.cginc" 
                 
                struct appdata { 
                    float4 vertex : POSITION; 
                    float3 normal : NORMAL; 
                    float2 texcoord : TEXCOORD0; 
                }; 

                struct v2f { 
                    half4 pos : SV_POSITION; 
                    half2 uv : TEXCOORD0; 
                    fixed3 color : COLOR; 
                }; 

                uniform fixed4 _RimColor; 
                uniform fixed _Rampage; 
                uniform fixed _Frezz; 
         
                v2f vert (appdata_base v) { 
                    v2f o; 
                    o.pos = mul (UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex); 
                    if(_Rampage == 1) 
                    { 
                        fixed3 viewDir = normalize(ObjSpaceViewDir(v.vertex)); 
                        fixed dotProduct = 1 - dot(v.normal, viewDir); 
                            o.color = smoothstep(0, 1, dotProduct);     
                        o.color *= _RimColor; 
                    } 
                    float3 normal = mul(SCALED_NORMAL, (float3x3)_World2Object); 
                    fixed dotProduct = dot(normal, fixed3(0, 1, 0)) / 2; 
                    if(dotProduct <= 0) 
                    { 
                        dotProduct = 0; 
                    } 
                    o.color += dotProduct.xxx; 
                    o.uv = v.texcoord.xy; 
                    return o; 
                } 

                uniform sampler2D _MainTex; 
                uniform sampler2D _AlphaTex; 
                uniform sampler2D _RandomTex; 
                uniform fixed4 _Color; 
                fixed4 frag(v2f i) : COLOR { 
                    fixed4 texcol = tex2D(_MainTex, i.uv); 
                    fixed4 alpha = tex2D(_AlphaTex, i.uv); 
                    float ClipTex = tex2D (_RandomTex, i.uv).r ; 
                    float ClipAmount = (_Frezz - ClipTex) / 2 + 0.5; 
                    if(ClipAmount < 0) 
                    { 
                        ClipAmount = 0; 
                    } 
                    if(ClipAmount > 1) 
                    { 
                        ClipAmount = 1; 
                    } 
                    if(_Rampage == 1) 
                    { 
                        texcol.rgb += i.color; 
                    } 
                    texcol = texcol * ClipAmount +  alpha * (1 - ClipAmount); 
                    texcol.a = alpha.a; 
                    clip(texcol.a - 0.5); 
                    texcol *= _Color; 
                    return texcol; 
                } 
            ENDCG 
        } 
         
    } 
}