【游戏开发实战】Unity使用ShaderGraph制作一个Loading水球（能量球 | UI | 2D | 特效

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本文最终效果
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一、前言

嗨，大家好，我是林新发。
有同学私信问我如何做2D水球的效果，
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其实我看网上已经有人写了对应的教程了，今天我们就一起动手来做一个吧~

二、ShaderGraph入门

我之前写过一篇文章：《ShaderGraph使用教程与各种特效案例：Unity2020（持续更新）》
或许可以作为大家入门ShaderGraph的参考
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本文就直接进入Graph节点制作环境了~

三、ShaderGraph制作2D Loading水球

注：本文我使用的Unity版本为2021.1.9f1c1，Universal RP版本为11.0.0，如果你使用的版本与我不同，可能会略有差别
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1、创建Unlit Shader Graph

我们要做的是2D的效果，不需要光照，所以我们创建一个Unlit Shader Graph，
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取名叫LoadingBall好了，
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2、创建一个圆

ShaderGraph节点中，在Procedural/Shape菜单下，可以看到几何图形节点，如下
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我们创建一个圆形（Ellipse节点），

注： Ellipse是椭圆的意思，当Width和Height相等时，它就是一个圆，所以当你想要一个圆的时候，不是搜索Circle，而是搜索Ellipse哦~

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接一个Slider，方便调整大小，
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3、从下到上填充的效果

思考：我们该如何表达一张图片从下到上填充的效果呢？
这个问题我们分解成两个问题：
1、纹理坐标的上下左右用什么来表达？
2、填充效果的上下部分的边界怎么表达？

先回答第一个问题，在纹理坐标中，我们使用的是UV坐标系，U和V的值范围是 0 ~ 1，画个图，
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通过UV坐标，我们就可以对纹理的任意像素进行采样，所以，我们想表达从左到右，其实就是U从0到 1，想表达从下到上，就是V从0到1。
在ShaderGraph中，有个UV节点，通过它我们就可以访问U和V了，
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因为我们要的是从下到上，所以我们只需要V轴的信息，我们可以使用Split把UV的输出做分离，分离后，U的值对应Split的R，V的值对应Slplit的G，所以我们把G取出来，使用Preview节点预览一下，

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到这里，我们就得到了V从 0到 1的效果了，

现在解决第二个问题，上下部分的边界怎么表达？
这个问题，首先要明白边界是什么，边界就是一个阈值，比如上面我们 0到 1这个范围，我定义 0.35为阈值，比它小的表示边界以下，比它大的表示边界以上。
在ShaderGraph中如何表达呢？这里就要用到Step节点了，我们新建一个Step节点，
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当In大于等于Edge时，Step输出1，否则输出0，
我们把刚刚的V值作为Step的Eedge，然后使用一个Slider作为In，也就是说我们把In作为上下边界的阈值，我们通过In就可以控制边界了。
如下，这样我们就表现出从下到上填充的效果了

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4、填充效果与圆相乘

我们把第3步得到的填充效果与第2步的圆相乘，即可得到一个填充圆的效果啦~
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5、填充边界波浪效果

上面的边界效果是平平的，没有波浪起伏的效果，现在我们要给这个边界制作一个波浪起伏的效果。
换句话说，我们要给Step的In做一个扰动，做扰动第一个想到的就是噪声，在ShaderGraph中，噪声有好几种，
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大家根据需求选择，这里我使用Gradient Noise噪声，
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我们把把噪声与Slider相加，可以看到扰动颗粒过细了，导致边界被撕裂了，

我们可以调整噪声的Scale，如下
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我们要让边界水平动起来，我们可以给噪声UV的V加一个随时间变化的Offset，用到Time和Till And Offset节点，
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不过我们看到现在水面波动幅度过大，
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我们可以给噪声做一个Remap，把它的强度减弱，

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此时波浪就温柔很多了，
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到此，一个水球的雏形就出来了，

6、水球颜色

我们给水球加一个颜色，创建一个Color节点，与水球相乘，如下，
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7、输出到片元着色器

把水球输出到Fragment（片元着色器）的Base Color上，另外通过Alpha Clip Threshold来做透明度剔除，如下，
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注意Graph Settings中要开启Alpha Clip，规则是当Alpha大于Alpha Clip Threshold时显示像素，否则抛弃像素，从而得到Mask的效果，

8、再加一点点细节

最后，我们再加一点点细节，最终节点结构如下
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预览一下效果，
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四、应用到UI上

1、界面UI

我们使用UGUI制作一下简单的UI，其中，使用Image来显示水球，
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因为现在还没有使用材质球，所以Image是一个白色的方块，

2、制作材质球

我们创建一个材质球，命名为LoadingBall，并让它使用上面的ShaderGraph，
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如下

把材质球赋值给Image，

此时界面效果如下，

3、脚本控制进度

我们简单写个脚本做一下进度控制，代码如下

using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;

public class LoadingBall : MonoBehaviour
{
    
    
    [Range(0, 1)]
    public float progress = 0.5f;
    public Material mat;
    public Text progressText;

    private int propertyProgressID;

    void Start()
    {
    
    
        propertyProgressID = Shader.PropertyToID("progress");
    }

    void Update()
    {
    
    
        mat.SetFloat(propertyProgressID, progress);
        progressText.text = $"{
      
      Mathf.Floor(progress * 100)}%";
    }
}

其中我在ShaderGraph中把进度值的属性名命名为progress，代码中使用Shader.PropertyToID("progress")得到属性ID，再通过Material的SetFloat方法冬天修改属性值，
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把LoadingBall脚本挂到水球的Image节点上，并赋值成员变量，如下，

4、运行效果

运行效果如下，
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五、工程源码

本文工程源码我已上传到GitCode，感兴趣的同学可自行下载学习，
项目地址：https://gitcode.net/linxinfa/UnityLoadingBallSG
注：本文我使用的Unity版本为2021.1.9f1c1，Universal RP版本为11.0.0，如果你使用的版本与我不同，可能会略有差别
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好了，我是林新发，https://blog.csdn.net/linxinfa
一个在小公司默默奋斗的Unity开发者，希望可以帮助更多想学Unity的人，共勉~