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unity3d 制造自己的水体water effect(二)

2015-09-14 07:52 639 查看
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Unity3d 基于物理渲染Physically-Based Rendering之specular BRDF
plus篇
Unity3d 基于物理渲染Physically-Based Rendering之实现
最终篇
[code]Unity3d 基于物理渲染Physically-Based Rendering之最终篇
之前一直在用unity4.6写shader,终于下定决心换unity5,然后发现,unity5的渲染比4强太多,这次完成之前2月份***拖着没解决的normal问题,算出normal真的很简单。本次水体分别使用两种波动算法,一个是ShaderX6 中Szecsi 和 Arman的算法,另一个是Gpu gems1里的Gerstner波算法。然后再用PBR渲染。然后还是曲面细分。这次的效果:

Szecsi & Arman波动算法

首先来看ShaderX6 中的波动算法:求波动速度,λ为波长,波长就是波峰到波峰之间的距离,速度v为每秒钟波峰移动的距离。 然后是相函数,k为波动方向,运动方向,垂直于波阵面的水平方向,p为position,t为时间(_Time.y) 求得一个波的位移S,a为振幅,振幅就是从水平面到波峰的高度。 最终我们的水是多个波组合在一起的,所以最终结果为: 博主整共合了4个波关键代码如下:
                               <span style="font-size:14px;"> vv = sqrt(_G * _Lambda / (2 * _PIE));				psi = 2 * _PIE / _Lambda *(dot(v.vertex.xyz, _K.xyz) + vv*_Time.y);				s = lerp(-cos(psi), sin(psi), _A)*0.05;				p.y += s;				vv = sqrt(_G * _Lambda2 / (2 * _PIE));				psi = 2 * _PIE / _Lambda2 *(dot(v.vertex.xyz, _K2.xyz) + vv*_Time.y);				s = lerp(-cos(psi), sin(psi), _A2)*0.05;				p.y += s;				vv = sqrt(_G * _Lambda3 / (2 * _PIE));				psi = 2 * _PIE / _Lambda3 *(dot(v.vertex.xyz, _K3.xyz) + vv*_Time.y);				s = lerp(-cos(psi), sin(psi), _A3)*0.1;				p.y += s;				vv = sqrt(_G * _Lambda4 / (2 * _PIE));				psi = 2 * _PIE / _Lambda4 *(dot(v.vertex.xyz, _K4.xyz) + vv*_Time.y);				s = lerp(-cos(psi), sin(psi), _A4)*0.1;				p.y += s;				v.vertex.xyz = p.xyz;</span>
产生了波动效果:加上之前的pbr,可以模拟各种液体牛奶血,等等但是由于曲面细分,离近了看水面上还是有小面的细节,这点有待解决。

Gerstner波

然后Gerstner波 关键代码如下:
<span style="font-size:14px;">    float wave(float x, float z, float timer)      {          float y = 0;          float oct = _OCT;          float fac = _FAC;          float d = sqrt(x * x + z * z);// length(float2(x, z));          for (oct; oct>0; oct--)          {              y -= fac * cos(timer * _SP + (1 / fac) * x * z * _WS);              fac /= 2;                }          return 2 * _VS * d * y;            }  </span>
曲面细分带来的小面不是很明显,而且面不用分得很细就能看到平滑的效果

normal的生成

最后我们讲讲normal的生成,Normal的生成有复杂的和简单的,但本质上都是求偏导。先看复杂的,来自GPU Gems1的42章首先求出Jacobian 举个例子(直接截图了^ _ ^): 是不是很麻烦。。法线本质上的求法就是这样的,但是,我们有函数:ddx,ddy这两个神器我们只需要求出世界坐标点,worldpos就可以简单地求出法线:N = cross(ddx(worldpos),ddy(worldpos))方法很简单,不过别忘记,本质上还是上面的一大串。。。切记:ddx,ddy只能在fragment shader中使用。只有漫反射的水体如下: -------- by wolf96 http://blog.csdn.net/wolf96
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