US3S8L8——镜面效果

镜面效果原理

镜面效果的原理，就是将摄像机看到的画面渲染到渲染纹理当中，再在Shader中利用该渲染纹理进行翻转渲染即可

镜面效果准备工作

  1. 创建测试场景

  2. 创建一个摄像机用来得到镜子看到的画面

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  3. 创建 Custom Render Texture 将其和摄像机关联

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自定义渲染纹理参数

Custom Render Texture（CRT）是在 Unity 5.4 版本引入的一种特殊类型的 Render Texture。
它不仅继承了 Render Texture 的所有特性，还增加了额外的功能，例如时间轴控制和空间更新模式。

关于 Custom Render Texture，详情可见：自定义渲染纹理 - Unity 手册

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  • Dimension：渲染纹理的维度

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    • 2D：2D 纹理
    • 2D：2D 数组纹理
    • Cube：立方体纹理
    • 3D：3D纹理

  • Size：像素尺寸

  • Anti-aliasing：抗锯齿效果，级别越高，抗锯齿效果越好

  • Enable Compatible Format：是否启用兼容格式

    避免由于特定硬件或驱动程序不支持某些格式而引起的渲染问题

  • Color Format：渲染纹理格式

  • Depth Stencil Format：深度模板格式

  • Enable Mip Maps：是否允许渲染纹理使用

  • Mipmap Dynamic Scaling：动态缩放

    该渲染纹理根据显示分辨率或其他条件动态调整其大小。启用此选项可以帮助优化性能，特别是在高分辨率显示设备上。

  • Random Write：随机写入

    允许在计算着色器（Compute Shader）或其他GPU程序中进行随机写操作。这对于需要进行复杂计算或并行处理的任务非常有用，例如粒子系统、流体模拟或其他基于GPU的运算

  • Wrap Mode：纹理平铺模式

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    • Repeat：重复自身
    • Clamp：拉伸纹理边缘
    • Mirror：镜像
    • Mirror Once：首次镜像
    • Per-axis：UV指定轴向

  • Filter Mode：拉伸时的过滤模式

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    • Point：块状过滤
    • Bilinear：模糊过滤
    • Trilinear：类似Bilinear，但纹理也在不同 Mip 级别之间过滤

  • Shadow Sampling Mode：主要用于处理自定义渲染纹理在阴影计算中的采样模式

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    • None：不使用阴影采样模式。自定义渲染纹理将不会用于阴影贴图采样
    • Compare Depths：使用深度比较进行阴影采样。这种模式通常用于标准阴影映射技术，比较光源深度与当前像素深度以确定阴影

  • Material：自定义纹理材质

  • Initialization Mode：初始化纹理频率

    • OnLoad：创建时初始化一次
    • Realtime：每一帧初始化纹理
    • OnDemand：通过脚本按需初始化纹理

  • Source：纹理如何初始化

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    • Texture and Color：叠加颜色来初始化纹理
    • Material：使用材质初始化纹理

  • Update Mode：自定义渲染纹理的频率

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    • OnLoad：创建时初始化一次
    • Realtime：每一帧初始化纹理
    • OnDemand：通过脚本按需初始化纹理

  • Double Buffered：启用双缓冲技术，可在某些应用场景中提升性能和稳定性

    双缓冲技术涉及使用两个缓冲区来交替存储和处理数据，从而减少由于直接读写同一个缓冲区引起的竞争和冲突

  • Wrap Update Zones：控制更新区域的环绕方式

    对于处理需要特定边缘处理或重复性内容的渲染效果非常有用

  • Updte Zone Space：用于控制纹理坐标更新方式的选项

    它主要影响如何在Shader中处理纹理坐标，特别是在对应于动态纹理的情况下

实现镜面效果Shader

  1. 新建Shader，复用 US3S2L1——纹理颜色采样 Shader

  2. 在顶点着色器中，让UV坐标的X轴反向（坐标范围0~1，想要反向直接用 1 - uv.x​，这是为了实现镜面效果）即可

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    v2f_img vert (appdata_base v)
    {
        v2f_img data;
        data.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);                  //将顶点转换到裁剪空间下
        data.uv = v.texcoord.xy * _MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw;  //根据属性设置的缩放和偏移量，修正顶点UV坐标，确保缩放偏移后也能正确映射
        data.uv.x = 1 - data.uv.x;                                  //由于需要镜面效果，因此纹理方向在x轴上需要反向
        return data;
    }

  3. 将渲染纹理应用到该 Shader 的纹理中

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  4. 添加 Fallback "Diffuse"​，使得镜子可以投射阴影

显示效果：

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完整 Shader 效果如下：

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Shader "TeachShader/Lesson83_Mirror"
{
    Properties
    {
        _MainTex("MainTex", 2D) = ""{}
    }
    SubShader
    {
        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            #include "UnityCG.cginc"

            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;

            v2f_img vert (appdata_base v)
            {
                v2f_img data;
                data.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);                  //将顶点转换到裁剪空间下
                data.uv = v.texcoord.xy * _MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw;  //根据属性设置的缩放和偏移量，修正顶点UV坐标，确保缩放偏移后也能正确映射
                data.uv.x = 1 - data.uv.x;                                  //由于需要镜面效果，因此纹理方向在x轴上需要反向
                return data;
            }

            fixed4 frag (v2f_img i) : SV_Target
            {
                fixed4 color = tex2D(_MainTex, i.uv);                       //根据UV坐标，将纹理上颜色映射到模型上
                return color;
            }
            ENDCG
        }
    }

    Fallback "Diffuse"
}