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unity3d 制造自己的水体water effect（二）

2015-09-14 07:58 579 查看
前篇：unity3d制造自己的水体watereffect（一）

曲面细分：Unity3d使用DX11的曲面细分

PBR：

讲求基本算法

Unity3d基于物理渲染Physically-BasedRendering之specularBRDF

plus篇

Unity3d基于物理渲染Physically-BasedRendering之实现
最终篇

Unity3d基于物理渲染Physically-BasedRendering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月份自制拖着没解决的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Gpugems1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：

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：

floatwave(floatx,floatz,floattimer)
{
floaty=0;
floatoct=_OCT;
floatfac=_FAC;
floatd=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;

}
return2*_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GPUGems1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fragmentshader中使用。

只有漫反射的水体如下：





--------bywolf96、


                                            

                                        

                        
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