Unity中Shader的消融视觉效果优化smoothstep(min,max,x)

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前言

Unity中Shader的消融视觉效果优化

一、在clip(value) 的 基础上 用 smoothstep(min,max,x)，并且增加一个渐变纹理对消融边缘进行视觉上的优化

在用噪音纹理 对 渐变纹理进行采样，让噪音纹理中黑色的地方对应 渐变纹理 黑色的地方，以实现边缘渐变的效果，在取样后 与 原本的纹理 取样的结果相加就可以

Shader "MyShader/P0_7_9"
{
    Properties
    {
        //使用这个标签，可以使外部暴露属性，有标题
        [Header(Base)]
        [NoScaleOffset]_MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
        _Clip("Clip",Range(0,1)) = 0

        
        //使用这个标签可以 在两行暴露属性之间加 间隙
        [Space(10)]
        [Header(Dissolve)]
        _DissolveTex("DissolveTex",2D) = "white"{}

        [NoScaleOffset]_RampTex("RampTex",2D) = "black" {}

    }
    SubShader
    {
      
        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "UnityCG.cginc"
            
            sampler2D _MainTex;
            float _Clip;
            sampler2D _DissolveTex; 
           

            //这个四维向量，xyzw分别表示 Tilling 和 Offset 的 xy ,命名方式 在纹理名 后加 _ST
            float4 _DissolveTex_ST;

            sampler2D _RampTex;

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float4 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                float4 uv : TEXCOORD0;
                float4 pos : SV_POSITION;
            };

            
            

            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                
                //为了减少传入的值 ，所以就不创建新变量来存储，而是把 uv 改为  四维向量 来用
                //使用 o.uv 的 xy 来存放 原人物贴图
                //使用 o.uv 的 zw 来存放 噪波贴图缩放 和 偏移 后的值
                o.uv.xy = v.uv.xy;
                //o.uv.zw = v.uv * _DissolveTex_ST.xy + _DissolveTex_ST.zw;

                o.uv.zw = TRANSFORM_TEX(v.uv,_DissolveTex);
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                fixed4 col;

                fixed4 _mainTex = tex2D(_MainTex, i.uv.xy);
                col = _mainTex;
               
                //外部获取的 纹理 ，使用前都需要采样
                fixed4 dissolveTex = tex2D(_DissolveTex,i.uv.zw);
                //片段的取舍
                clip(dissolveTex.r -  _Clip);

                //进行视觉上的优化
                //smoothstep(min,max,x)
                //x < min ,y = min;
                //x > max ,y = max;
                //min < x < max,y = x;
                fixed4 rampTex = tex2D(_RampTex,smoothstep(_Clip,_Clip + 0.1,dissolveTex.r));
                col += rampTex;
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

效果

二、进行优化

smoothstep函数包含的功能：

float smoothstep(min,max,x)
{
	//归一化（线性插值）
	float t = saturate(x - min) / （max - min);
	//平滑
	return t * t * (3 - 2 * t);
}

可以用下图来理解

t 函数是 没处理平滑前
f 函数是 处理平滑后
因为我们目前不需要平滑处理，直接用 smoothstep 比较消耗性能，所以需要优化

修改后代码：

Shader "MyShader/P0_7_9"
{
    Properties
    {
        //使用这个标签，可以使外部暴露属性，有标题
        [Header(Base)]
        [NoScaleOffset]_MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
        _Clip("Clip",Range(0,1)) = 0
        //使用这个标签可以 在两行暴露属性之间加 间隙
        [Space(10)]
        [Header(Dissolve)]
        _DissolveTex("DissolveTex",2D) = "white"{}

        [NoScaleOffset]_RampTex("RampTex(RGB)",2D) = "black" {}

    }
    SubShader
    {
        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "UnityCG.cginc"
            
            sampler2D _MainTex;
            float _Clip;
            sampler2D _DissolveTex; 
            //这个四维向量，xyzw分别表示 Tilling 和 Offset 的 xy ,命名方式 在纹理名 后加 _ST
            float4 _DissolveTex_ST;

            sampler2D _RampTex;

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float4 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                float4 uv : TEXCOORD0;
                float4 pos : SV_POSITION;
            };

            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                
                //为了减少传入的值 ，所以就不创建新变量来存储，而是把 uv 改为  四维向量 来用
                //使用 o.uv 的 xy 来存放 原人物贴图
                //使用 o.uv 的 zw 来存放 噪波贴图缩放 和 偏移 后的值
                o.uv.xy = v.uv.xy;
                //o.uv.zw = v.uv * _DissolveTex_ST.xy + _DissolveTex_ST.zw;

                o.uv.zw = TRANSFORM_TEX(v.uv,_DissolveTex);
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv.xy);
                //外部获取的 纹理 ，使用前都需要采样
                fixed4 dissolveTex = tex2D(_DissolveTex,i.uv.zw);
                //片段的取舍
                clip(dissolveTex.r -  _Clip);

                //进行归一化
                fixed4 dissolveValue = saturate((dissolveTex.r - _Clip) / (_Clip + 0.1 - _Clip));

                fixed4 rampTex = tex2D(_RampTex,dissolveValue);

                col += rampTex;
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

最后优化：

因为 在使用渐变纹理时，只使用了 渐变纹理的 u 坐标，所以把 sampler2D 换为 sampler

修改以下两处

sampler2D _RampTex; -->sampler _RampTex;

fixed4 rampTex = tex2D(_RampTex,dissolveValue); -->fixed4 rampTex = tex1D(_RampTex,dissolveValue.r);