Unity中Shader抓取屏幕并实现扭曲效果

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前言

Unity中Shader抓取屏幕并实现扭曲效果实现

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一、屏幕抓取，在上一篇文章已经写了

二、实现抓取后的屏幕扭曲

实现思路：

1、屏幕扭曲要借助传入 UV 贴图进行扭曲

2、传入贴图后在顶点着色器的输入参数处，传入一个 float2 uv : TEXCOORD，用于之后对扭曲贴图进行采样

3、最后在片元着色器阶段使用lerp(screenUV,distortTex,_Distort);进行线性插值对扭曲程度进行控制

代码实现：

Shader "MyShader/P0_10_4"
{
    Properties
    {
        //实现扭曲，就需要传入贴图来实现扰度
        _DistortTex("DistortTex",2D) = "white"{}
        _Distort("Distort",Range(0,1)) = 0
    }
    SubShader
    {
        Tags{"Queue" = "Transparent"}
        //屏幕抓取需要单独使用一个Pass —— GrabPass{} 里面什么都不写，或者GrabPass{"_GrabTex"}
        GrabPass{"_GrabTex"}
        
        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "UnityCG.cginc"
            
            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            //在使用抓取的屏幕前，需要像使用属性一样定义一下,_GrabTexture这个名字是Unity定义好的
            sampler2D _GrabTex;
            sampler2D _DistortTex;float4 _DistortTex_ST;
            fixed _Distort;
            
            //在顶点着色器的输入处，不用appdata,直接使用用到的参数，防止 SV_POSITION 重复定义
            v2f vert (
                float4 vertex : POSITION,
                //从应用程序阶段的输入，多加一个uv，用于对扭曲纹理的采样
                float2 uv : TEXCOORD,
                out float4 pos : SV_POSITION
            )
            {
                v2f o;
                pos = UnityObjectToClipPos(vertex);
                o.uv = uv;
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i,UNITY_VPOS_TYPE screenPos : VPOS) : SV_Target
            {
                
                fixed2 screenUV = screenPos.xy / _ScreenParams.xy;

                fixed4 distortTex = tex2D(_DistortTex,i.uv);

                //使用线性插值来控制UV的扭曲程度
                float2 uv = lerp(screenUV,distortTex,_Distort);
                //对抓取的屏幕进行采样
                fixed4 grabTex = tex2D(_GrabTex,uv);
                return grabTex;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

三、在扭曲的效果上实现流动效果

实现思路：

在顶点着色器处，使用扭曲贴图的Tiling 及 offset 后与_Time相乘即可，流动速度，暴露两个float变量控制流速即可

代码实现：

Shader "MyShader/P0_10_4"
{
    Properties
    {
        //实现扭曲，就需要传入贴图来实现扰度
        _DistortTex("DistortTex",2D) = "white"{}
        _Distort("Distort",Range(0,1)) = 0
        _SpeedX("SpeedX",float) = 0
        _SpeedY("SpeedY",float) = 0
    }
    SubShader
    {
        Tags{"Queue" = "Transparent"}
        //屏幕抓取需要单独使用一个Pass —— GrabPass{} 里面什么都不写，或者GrabPass{"_GrabTex"}
        GrabPass{"_GrabTex"}
        //使用Cull off 让两面都有扭曲
        Cull Off
        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "UnityCG.cginc"
            
            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            //在使用抓取的屏幕前，需要像使用属性一样定义一下,_GrabTexture这个名字是Unity定义好的
            sampler2D _GrabTex;
            sampler2D _DistortTex;float4 _DistortTex_ST;
            fixed _Distort;
            float _SpeedX,_SpeedY;
            
            //在顶点着色器的输入处，不用appdata,直接使用用到的参数，防止 SV_POSITION 重复定义
            v2f vert (
                float4 vertex : POSITION,
                //从应用程序阶段的输入，多加一个uv，用于对扭曲纹理的采样
                float2 uv : TEXCOORD,
                out float4 pos : SV_POSITION
            )
            {
                v2f o;
                pos = UnityObjectToClipPos(vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(uv,_DistortTex) + float2(_SpeedX,_SpeedY) * _Time.y;
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i,UNITY_VPOS_TYPE screenPos : VPOS) : SV_Target
            {
                
                fixed2 screenUV = screenPos.xy / _ScreenParams.xy;

                fixed4 distortTex = tex2D(_DistortTex,i.uv);

                //使用线性插值来控制UV的扭曲程度
                float2 uv = lerp(screenUV,distortTex,_Distort);
                //对抓取的屏幕进行采样
                fixed4 grabTex = tex2D(_GrabTex,uv);
                return grabTex;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

效果：

四、为了节省性能，把_Distort 、_SpeedX 和 _SpeedY三个变量用一个四维变量存储

优化后：

Shader "MyShader/P0_10_4"
{
    Properties
    {
        //实现扭曲，就需要传入贴图来实现扰度
        _DistortTex("DistortTex",2D) = "white"{}
        
        _Distort("SpeedX(X) SpeedY(y) Distort(Z)",vector) = (0,0,0,0)
    }
    SubShader
    {
        Tags{"Queue" = "Transparent"}
        //屏幕抓取需要单独使用一个Pass —— GrabPass{} 里面什么都不写，或者GrabPass{"_GrabTex"}
        GrabPass{"_GrabTex"}
        //使用Cull off 让两面都有扭曲
        Cull Off
        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "UnityCG.cginc"
            
            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            //在使用抓取的屏幕前，需要像使用属性一样定义一下,_GrabTexture这个名字是Unity定义好的
            sampler2D _GrabTex;
            sampler2D _DistortTex;float4 _DistortTex_ST;
            float4 _Distort;
            
            
            //在顶点着色器的输入处，不用appdata,直接使用用到的参数，防止 SV_POSITION 重复定义
            v2f vert (
                float4 vertex : POSITION,
                //从应用程序阶段的输入，多加一个uv，用于对扭曲纹理的采样
                float2 uv : TEXCOORD,
                out float4 pos : SV_POSITION
            )
            {
                v2f o;
                pos = UnityObjectToClipPos(vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(uv,_DistortTex) + _Distort.xy * _Time.y;
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i,UNITY_VPOS_TYPE screenPos : VPOS) : SV_Target
            {
                
                fixed2 screenUV = screenPos.xy / _ScreenParams.xy;

                fixed4 distortTex = tex2D(_DistortTex,i.uv);

                //使用线性插值来控制UV的扭曲程度
                float2 uv = lerp(screenUV,distortTex,_Distort.z);
                //对抓取的屏幕进行采样
                fixed4 grabTex = tex2D(_GrabTex,uv);
                return grabTex;
            }
            ENDCG
        }
    }
}