扭曲的原理

转自：http://blog.csdn.net/lly707649841/article/details/78848071

原理

所谓扭曲就是扰动一个物体的uv坐标，表现出来就是一个扰动效果，如火焰扭曲空气，和水波对水底的影响。 
1. 在shader 中我们需要一张当前渲染的纹理 
2. 给一个物体渲染并使用当前纹理，用屏幕坐标作为uv坐标加上一个扰动值

unity

1. 
unity提供了抓取的pass: GrabPass unity官网介绍

//每次遇到这个pass就去抓取一次提供了了一个默认名称_GrabTexture 不推荐使用
GrabPass
{ 
}
//第一次遇到去抓取一次每帧只会抓取一次，名称由你自己定义
 GrabPass
 {
     "_BackgroundTexture"
 }

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2. 
获取物体的屏幕坐标，unity也给出了内置函数

//官网代码
 v2f vert(appdata_base v) {
      v2f o;
       // use UnityObjectToClipPos from UnityCG.cginc to calculate 
       // the clip-space of the vertex
       o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
       // use ComputeGrabScreenPos function from UnityCG.cginc
       // to get the correct texture coordinate
       o.grabPos = ComputeGrabScreenPos(o.pos);
       return o;
}

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ComputeGrabScreenPos 函数就是得到屏幕坐标，下面是UnityCG.cginc里面的函数源码

inline float4 ComputeGrabScreenPos (float4 pos) {
    #if UNITY_UV_STARTS_AT_TOP
    float scale = -1.0;
    #else
    float scale = 1.0;
    #endif
    float4 o = pos * 0.5f;
    o.xy = float2(o.x, o.y*scale) + o.w;
    #ifdef UNITY_SINGLE_PASS_STEREO
        o.xy = TransformStereoScreenSpaceTex(o.xy, pos.w);
    #endif
        o.zw = pos.zw;
        return o;
}

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UNITY_UV_STARTS_AT_TOP 和设备的纹理坐标有关如图 

pos传进来的坐标是齐次裁剪坐标x,y都在[-w，w]之间，不在这个范围的会在光栅化之前（之后执行片段着色器）裁剪掉。转换如图 A->B 就是o.xy = float2(o.x, o.y*scale) + o.w; 
最后还要归一化得到最终纹理坐标是除o.w实现的这个在tex2Dproj 纹理采样中内置函数中实现的（纹理坐标在[0,1]） 

UV 扰动

UV扰动是对一张噪声纹理采用加上偏移值，同时让噪声纹理做uv移动，达到每次采用不同来实现一个动态的效果

关键代码

fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
{
    //让噪声纹理的uv移动
    fixed4 col = tex2D(_Noise, i.uv+=_Time.xy*_distortFactorTime);
    // 加上一个偏移值
    i.grabPos.xy +=col.xy*_distortFactor;
     half4 bgcolor = tex2Dproj(_BackgroundTexture, i.grabPos);
    return bgcolor;
}

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效果图

完整代码

Shader "Custom/Distort"
{
    Properties
    {
        _Noise ("Noise", 2D) = "white" {}
        _distortFactorTime("FactorTime",Range(0,5)) = 0.5
        _distortFactor("factor",Range(0.04,1)) = 0
    }
    SubShader
    {
        Tags { "Queue"="Transparent" "IgnoreProjector"="True" "RenderType"="Transparent" "PreviewType"="Plane" }
        LOD 100
        Cull Off Lighting Off ZWrite Off
         GrabPass
        {
            "_BackgroundTexture"
        }
        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            #include "UnityCG.cginc"

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;

            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 vertex : SV_POSITION;
                float4 grabPos:TEXCOORD1;
            };

            sampler2D _Noise;
            float4 _Noise_ST;
            fixed _distortFactorTime;
            fixed _distortFactor;
            sampler2D _BackgroundTexture;
            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _Noise);
                o.grabPos = ComputeGrabScreenPos(o.vertex);
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                // sample the texture
                fixed4 col = tex2D(_Noise, i.uv+=_Time.xy*_distortFactorTime);

                i.grabPos.xy +=col.xy*_distortFactor;
                 half4 bgcolor = tex2Dproj(_BackgroundTexture, i.grabPos);
                return bgcolor;
            }
            ENDCG
        }
    }
}