unity Shader 扭曲效果

原理

所谓扭曲就是扰动一个物体的uv坐标，表现出来就是一个扰动效果，如火焰扭曲空气，和水波对水底的影响。
1. 在shader 中我们需要一张当前渲染的纹理
2. 给一个物体渲染并使用当前纹理，用屏幕坐标作为uv坐标加上一个扰动值

unity

1.
unity提供了抓取的pass: GrabPass unity官网介绍

//每次遇到这个pass就去抓取一次提供了了一个默认名称_GrabTexture 不推荐使用GrabPass{ }//第一次遇到去抓取一次每帧只会抓取一次，名称由你自己定义 GrabPass {     "_BackgroundTexture" }

2.
获取物体的屏幕坐标，unity也给出了内置函数

//官网代码 v2f vert(appdata_base v) {      v2f o;       // use UnityObjectToClipPos from UnityCG.cginc to calculate        // the clip-space of the vertex       o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);       // use ComputeGrabScreenPos function from UnityCG.cginc       // to get the correct texture coordinate       o.grabPos = ComputeGrabScreenPos(o.pos);       return o;}

ComputeGrabScreenPos 函数就是得到屏幕坐标，下面是UnityCG.cginc里面的函数源码

inline float4 ComputeGrabScreenPos (float4 pos) {    #if UNITY_UV_STARTS_AT_TOP    float scale = -1.0;    #else    float scale = 1.0;    #endif    float4 o = pos * 0.5f;    o.xy = float2(o.x, o.y*scale) + o.w;    #ifdef UNITY_SINGLE_PASS_STEREO        o.xy = TransformStereoScreenSpaceTex(o.xy, pos.w);    #endif        o.zw = pos.zw;        return o;}

UNITY_UV_STARTS_AT_TOP 和设备的纹理坐标有关如图

pos传进来的坐标是齐次裁剪坐标x,y都在[-w，w]之间，不在这个范围的会在光栅化之前（之后执行片段着色器）裁剪掉。转换如图 A->B 就是o.xy = float2(o.x, o.y*scale) + o.w;
最后还要归一化得到最终纹理坐标是除o.w实现的这个在tex2Dproj 纹理采样中内置函数中实现的（纹理坐标在[0,1]）

UV 扰动

UV扰动是对一张噪声纹理采用加上偏移值，同时让噪声纹理做uv移动，达到每次采用不同来实现一个动态的效果

关键代码

fixed4 frag (v2f i) : SV_Target{    //让噪声纹理的uv移动    fixed4 col = tex2D(_Noise, i.uv+=_Time.xy*_distortFactorTime);    // 加上一个偏移值    i.grabPos.xy +=col.xy*_distortFactor;     half4 bgcolor = tex2Dproj(_BackgroundTexture, i.grabPos);    return bgcolor;}

效果图

完整代码

Shader "Custom/Distort"{    Properties    {        _Noise ("Noise", 2D) = "white" {}        _distortFactorTime("FactorTime",Range(0,5)) = 0.5        _distortFactor("factor",Range(0.04,1)) = 0    }    SubShader    {        Tags { "Queue"="Transparent" "IgnoreProjector"="True" "RenderType"="Transparent" "PreviewType"="Plane" }        LOD 100        Cull Off Lighting Off ZWrite Off         GrabPass        {            "_BackgroundTexture"        }        Pass        {            CGPROGRAM            #pragma vertex vert            #pragma fragment frag            #include "UnityCG.cginc"            struct appdata            {                float4 vertex : POSITION;                float2 uv : TEXCOORD0;            };            struct v2f            {                float2 uv : TEXCOORD0;                float4 vertex : SV_POSITION;                float4 grabPos:TEXCOORD1;            };            sampler2D _Noise;            float4 _Noise_ST;            fixed _distortFactorTime;            fixed _distortFactor;            sampler2D _BackgroundTexture;            v2f vert (appdata v)            {                v2f o;                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _Noise);                o.grabPos = ComputeGrabScreenPos(o.vertex);                return o;            }            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target            {                // sample the texture                fixed4 col = tex2D(_Noise, i.uv+=_Time.xy*_distortFactorTime);                i.grabPos.xy +=col.xy*_distortFactor;                 half4 bgcolor = tex2Dproj(_BackgroundTexture, i.grabPos);                return bgcolor;            }            ENDCG        }    }}