Unity可视化Shader工具ASE介绍——10、ASE实现曲面细分

企业开发 2023-12-16 20:13:09 阅读次数: 0

阿赵的Unity可视化Shader工具ASE介绍目录
  大家好，我是阿赵。
  之前介绍地面交互的时候，介绍了曲面细分着色器的使用。这个过程，在ASE里面也是可以实现的。关于曲面细分的具体作用，这里就不再重复，如果有兴趣了解可以看看我的地面交互系列的博文。

一、通过选项开启曲面细分

  在ASE里面，只有Surface类型的模板支持曲面细分，所以先建一个Surface模板的Shader
在这里插入图片描述

  先来看这个地方，在OutputNode里面，有一个Tessellation的选项，把它勾选上，然后用这个shader创建一个材质球，赋给地面，就会看到地面已经出现了细分了。
在这里插入图片描述

  之前介绍曲面细分的Surface类型着色器写法的时候，介绍过，Surface类型里面内置了3种方式的曲面细分实现方法，分布是Fixed、DistanceBased和EdgeLength。在ASE里面，也可以选择这些类型来实现：
在这里插入图片描述

  在勾选了之后，默认选择的是EdgeLength方式，也就是以边的长度来细分。可以手段选择其他的类型。

1、Fixed方式细分

在这里插入图片描述

  如果改成Fixed，下面的参数会变成Tess，实际上就是细分的固定数值了。
  然后上面有一个Phong的选项，Phone细分是一种会沿着法线方向做细分的方式，如果开启了之后，模型会圆滑，如果不开启，则是在原有的三角面的基础上做细分，不会改变基础形状，会比较有棱有角。
在这里插入图片描述

2、DistanceBased方式细分

在这里插入图片描述

  如果选择了DistanceBased细分方式，除了Tess参数以外，还会多了Min和Max两个数值，用于控制距离范围。

在这里插入图片描述

3、EdgeLength方式细分

在这里插入图片描述

  选择这种方式之后，参数会变成EdgeLength

在这里插入图片描述

  如果选择EdgeLengthCull，那么还会有一个MaxDisp参数，代表的是Max DisplaceMent

二、通过节点连线实现曲面细分

  用上面的方式实现曲面细分，会有一个问题，由于参数都是固定输入了，不能很灵活的去修改。
  所以ASE也可以通过节点来指定曲面细分的参数的。
在这里插入图片描述

  在输出模块的节点上面，可以看到Tessellation的输入接口。
在这里插入图片描述

  搜索一下节点，可以看到，刚才介绍的几种方式基本都有对应的节点。

1、Fixed方式：

  Fixed方式不需要节点，直接输入数值就行了。
在这里插入图片描述

  注意看，如果我们连了节点到Tessellation上面，之前在输出节点属性里面的Tessellation选项就会变成灰色，不可以再编辑参数了，但Phong选项还在。
在这里插入图片描述

2、DistanceBased方式

  如果通过距离控制：
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

  这样就可以在材质球上面控制这些参数了。

3、EdgeLength方式

  根据边长
在这里插入图片描述

4、EdgeLengthCull方式

在这里插入图片描述

三、动态计算曲面细分范围

  上面用节点的方式可以解决固定参数的问题，可以在材质球上面修改参数。但其实也不太灵活，只是能改参数，实现不了很多效果。
  这里来讲一下怎样实现更复杂的效果，比如我连了这么一个线：
在这里插入图片描述

  现在的效果是：
在这里插入图片描述

  这个计算结果得到的是，指定一个中心点和半径，然后在范围内做曲面细分。那么剩下的问题就比较简单了，用这个计算出来的值，连线给Tessellation就行。
在这里插入图片描述

  但保存之后，并没有出现我们想要的结果，发现Shader报错了
在这里插入图片描述

  打开生成的Shader看看，可以发现问题：
在这里插入图片描述

  在细分的函数里面，传入了v0、v1、v2三个点，但下面却是使用了v.vertex，这里v并没有定义。
  既然这样，可以分开三个点分别计算距离，或者三个点求平均值再计算距离。我这里就简单的使用平均值：
在这里插入图片描述

  修改完之后，效果就出来了。
在这里插入图片描述

四、源码

  也不算什么源码，给一下最后ASE生成的Shader源码，有兴趣的朋友可以通过ASE编辑器打开看看节点的连接方式：

// Made with Amplify Shader Editor
// Available at the Unity Asset Store - http://u3d.as/y3X 
Shader "ASETessellation"
{
    
    
	Properties
	{
    
    
		_max("max", Float) = 1
		_min("min", Float) = 0
		_tessVal("tessVal", Float) = 1
		_range("range", Float) = 1
		_centerPos("centerPos", Vector) = (0,0,0,0)
		[HideInInspector] __dirty( "", Int ) = 1
	}

	SubShader
	{
    
    
		Tags{
    
     "RenderType" = "Opaque"  "Queue" = "Geometry+0" }
		Cull Back
		CGPROGRAM
		#include "Tessellation.cginc"
		#pragma target 4.6
		#pragma surface surf Standard keepalpha addshadow fullforwardshadows vertex:vertexDataFunc tessellate:tessFunction 
		struct Input
		{
    
    
			float3 worldPos;
		};

		uniform float _min;
		uniform float _max;
		uniform float3 _centerPos;
		uniform float _range;
		uniform float _tessVal;

		float4 tessFunction( appdata_full v0, appdata_full v1, appdata_full v2 )
		{
    
    
			float3 vert = (v0.vertex + v1.vertex + v2.vertex) / 3;
			float3 ase_worldPos = mul( unity_ObjectToWorld, vert );
			float4 appendResult14 = (float4(ase_worldPos , 0.0));
			float smoothstepResult22 = smoothstep( _min , _max , ( 1.0 - ( distance( float4( _centerPos , 0.0 ) , appendResult14 ) / _range ) ));
			float4 temp_cast_1 = (( max( saturate( smoothstepResult22 ) , 0.01 ) * _tessVal )).xxxx;
			return temp_cast_1;
		}

		void vertexDataFunc( inout appdata_full v )
		{
    
    
		}

		void surf( Input i , inout SurfaceOutputStandard o )
		{
    
    
			o.Alpha = 1;
		}

		ENDCG
	}
	Fallback "Diffuse"
	CustomEditor "ASEMaterialInspector"
}
/*ASEBEGIN
Version=18500
0;0;1920;1019;1799.171;493.4954;1.3;True;True
Node;AmplifyShaderEditor.WorldPosInputsNode;12;-1200.876,90.80692;Inherit;False;0;4;FLOAT3;0;FLOAT;1;FLOAT;2;FLOAT;3
Node;AmplifyShaderEditor.Vector3Node;11;-1175.583,-133.3799;Inherit;False;Property;_centerPos;centerPos;4;0;Create;True;0;0;False;0;False;0,0,0;0,0,0;0;4;FLOAT3;0;FLOAT;1;FLOAT;2;FLOAT;3
Node;AmplifyShaderEditor.DynamicAppendNode;14;-986.2843,80.69485;Inherit;False;FLOAT4;4;0;FLOAT3;0,0,0;False;1;FLOAT;0;False;2;FLOAT;0;False;3;FLOAT;0;False;1;FLOAT4;0
Node;AmplifyShaderEditor.DistanceOpNode;13;-796.7131,9.478409;Inherit;False;2;0;FLOAT3;0,0,0;False;1;FLOAT4;0,0,0,0;False;1;FLOAT;0
Node;AmplifyShaderEditor.RangedFloatNode;16;-818.4869,167.191;Inherit;False;Property;_range;range;3;0;Create;True;0;0;False;0;False;1;10;0;0;0;1;FLOAT;0
Node;AmplifyShaderEditor.SimpleDivideOpNode;21;-658.8125,78.10852;Inherit;False;2;0;FLOAT;0;False;1;FLOAT;0;False;1;FLOAT;0
Node;AmplifyShaderEditor.RangedFloatNode;23;-620.457,190.956;Inherit;False;Property;_min;min;1;0;Create;True;0;0;False;0;False;0;0;0;0;0;1;FLOAT;0
Node;AmplifyShaderEditor.RangedFloatNode;24;-628.964,288.5267;Inherit;False;Property;_max;max;0;0;Create;True;0;0;False;0;False;1;2.51;0;0;0;1;FLOAT;0
Node;AmplifyShaderEditor.OneMinusNode;17;-575.0996,-24.93669;Inherit;False;1;0;FLOAT;0;False;1;FLOAT;0
Node;AmplifyShaderEditor.SmoothstepOpNode;22;-467.9477,49.72478;Inherit;False;3;0;FLOAT;0;False;1;FLOAT;0;False;2;FLOAT;1;False;1;FLOAT;0
Node;AmplifyShaderEditor.SaturateNode;18;-280.739,67.37544;Inherit;False;1;0;FLOAT;0;False;1;FLOAT;0
Node;AmplifyShaderEditor.RangedFloatNode;26;-290.9912,142.4471;Inherit;False;Constant;_Float0;Float 0;6;0;Create;True;0;0;False;0;False;0.01;0;0;0;0;1;FLOAT;0
Node;AmplifyShaderEditor.SimpleMaxOpNode;25;-147.9912,87.44708;Inherit;False;2;0;FLOAT;0;False;1;FLOAT;0;False;1;FLOAT;0
Node;AmplifyShaderEditor.RangedFloatNode;19;-329.5429,269.0027;Inherit;False;Property;_tessVal;tessVal;2;0;Create;True;0;0;False;0;False;1;15;0;0;0;1;FLOAT;0
Node;AmplifyShaderEditor.SimpleMultiplyOpNode;20;-154.6485,251.0924;Inherit;False;2;2;0;FLOAT;0;False;1;FLOAT;0;False;1;FLOAT;0
Node;AmplifyShaderEditor.StandardSurfaceOutputNode;0;0,0;Float;False;True;-1;6;ASEMaterialInspector;0;0;Standard;ASETessellation;False;False;False;False;False;False;False;False;False;False;False;False;False;False;False;False;False;False;False;False;False;Back;0;False;-1;0;False;-1;False;0;False;-1;0;False;-1;False;0;Opaque;0.5;True;True;0;False;Opaque;;Geometry;All;14;all;True;True;True;True;0;False;-1;False;0;False;-1;255;False;-1;255;False;-1;0;False;-1;0;False;-1;0;False;-1;0;False;-1;0;False;-1;0;False;-1;0;False;-1;0;False;-1;True;3;15;10;25;False;0.5;True;0;0;False;-1;0;False;-1;0;0;False;-1;0;False;-1;0;False;-1;0;False;-1;0;False;0;0,0,0,0;VertexOffset;True;False;Cylindrical;False;Relative;0;;-1;-1;-1;2;0;False;0;0;False;-1;-1;0;False;-1;0;0;0;False;0.1;False;-1;0;False;-1;False;16;0;FLOAT3;0,0,0;False;1;FLOAT3;0,0,0;False;2;FLOAT3;0,0,0;False;3;FLOAT;0;False;4;FLOAT;0;False;5;FLOAT;0;False;6;FLOAT3;0,0,0;False;7;FLOAT3;0,0,0;False;8;FLOAT;0;False;9;FLOAT;0;False;10;FLOAT;0;False;13;FLOAT3;0,0,0;False;11;FLOAT3;0,0,0;False;12;FLOAT3;0,0,0;False;14;FLOAT4;0,0,0,0;False;15;FLOAT3;0,0,0;False;0
WireConnection;14;0;12;0
WireConnection;13;0;11;0
WireConnection;13;1;14;0
WireConnection;21;0;13;0
WireConnection;21;1;16;0
WireConnection;17;0;21;0
WireConnection;22;0;17;0
WireConnection;22;1;23;0
WireConnection;22;2;24;0
WireConnection;18;0;22;0
WireConnection;25;0;18;0
WireConnection;25;1;26;0
WireConnection;20;0;25;0
WireConnection;20;1;19;0
WireConnection;0;14;20;0
ASEEND*/
//CHKSM=CB82F0A63384ACEE4428BD338EEB87DE1C372740

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