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【节点】[ViewVector节点]原理解析与实际应用

【Unity Shader Graph 使用与特效实现】专栏-直达

在Unity的Shader Graph中,ViewVector节点是一个基础且重要的工具节点,它提供了从网格顶点或片元指向摄像机的方向向量。这个节点返回的是未标准化的原始向量值,保留了原始的长度信息,为着色器编程提供了更多的灵活性和控制能力。

ViewVector节点的核心概念

ViewVector节点计算的是从当前处理的顶点或片元位置指向摄像机位置的向量。这个向量在计算机图形学中被称为视图方向向量或视线向量,是许多光照和渲染效果的基础计算要素。

未标准化向量的特点

ViewVector节点输出的向量是未标准化的,这意味着向量保留了其原始的长度信息。这与标准化向量(单位向量)有显著区别:

  • 未标准化向量包含距离信息,向量的长度等于从表面点到摄像机的实际距离
  • 标准化向量的长度始终为1,方向信息被保留但距离信息丢失
  • 未标准化向量在需要距离计算的效果中特别有用,如雾效、距离衰减等

节点在渲染管线中的作用

在URP(Universal Render Pipeline)渲染流程中,ViewVector节点为着色器提供了关键的视角相关信息。它使得材质能够根据观察角度和距离产生动态变化,是实现许多高级视觉效果的基础。

端口配置与数据流

ViewVector节点仅包含一个输出端口,设计简洁但功能强大。

输出端口详解

  • 名称:Out
  • 方向:输出
  • 类型:Vector 3
  • 绑定:无
  • 描述:网格顶点/片元的View Vector

这个三维向量输出包含了X、Y、Z三个分量,分别代表了在选定坐标空间中的方向分量。向量的方向始终是从表面点指向摄像机,这一特性在所有坐标空间中保持一致。

数据流处理机制

当Shader Graph处理材质时,ViewVector节点会在每个顶点或片元着色器阶段计算相应的视图向量:

  • 在顶点着色器中,计算基于顶点位置
  • 在片元着色器中,计算基于插值后的片元位置
  • 计算基于当前渲染摄像机的变换矩阵

空间坐标系选择

ViewVector节点提供了四种不同的坐标空间选项,每种空间都有其特定的应用场景和计算特性。

Object空间

Object空间也称为模型空间或局部空间,这是3D模型自身的坐标系系统。

坐标系特性

  • 原点位于模型的轴心点(Pivot)
  • 坐标轴与模型的本地方向对齐
  • 不受模型变换(位置、旋转、缩放)影响

数学计算原理

在Object空间中,View Vector的计算基于以下公式:

ViewVector = inverse(UNITY_MATRIX_M) × (CameraPos - VertexPos)

应用场景

  • 需要基于模型自身方向的效果
  • 模型局部空间的特效
  • 与模型几何结构紧密相关的效果

示例应用

假设创建一个随着观察角度变化而变形的材质,在Object空间中使用ViewVector可以确保变形效果始终基于模型自身坐标系,不受模型在世界中旋转的影响。

View空间

View空间也称为摄像机空间或眼睛空间,这是以摄像机为原点的坐标系。

坐标系特性

  • 原点位于摄像机位置
  • Z轴指向摄像机的观察方向
  • X轴向右,Y轴向上

数学计算原理

在View空间中,View Vector的计算简化为:

ViewVector = -VertexViewPos

应用场景

  • 屏幕空间效果
  • 与摄像机直接相关的特效
  • 景深和雾效计算

示例应用

在实现边缘光效果时,使用View空间的ViewVector可以更直接地计算表面法线与视线角度,因为两者在同一坐标系中。

World空间

World空间是场景的全局坐标系,所有对象都以此空间为参考。

坐标系特性

  • 原点位于场景的世界原点
  • 坐标轴方向固定
  • 受模型变换影响

数学计算原理

在World空间中,View Vector计算为:

ViewVector = CameraWorldPos - VertexWorldPos

应用场景

  • 需要世界坐标一致性的效果
  • 全局光照计算
  • 环境效果如雾、大气散射

示例应用

创建距离雾效时,使用World空间的ViewVector可以准确计算表面点与摄像机的实际距离,实现基于真实距离的雾浓度变化。

Tangent空间

Tangent空间是基于表面法线和切线定义的局部坐标系。

坐标系特性

  • 原点位于表面点
  • Z轴与表面法线方向一致
  • X轴与切线方向一致,Y轴与副切线方向一致

数学计算原理

在Tangent空间中,View Vector需要通过变换矩阵计算:

ViewVector = TBN × (CameraWorldPos - VertexWorldPos)

其中TBN是从世界空间到切线空间的变换矩阵

应用场景

  • 法线贴图相关效果
  • 各向异性材质
  • 复杂的表面光照模型

示例应用

在实现各向异性高光时,使用Tangent空间的ViewVector可以确保高光方向正确跟随表面方向,不受模型整体旋转影响。

实际应用案例

基础边缘光效果

边缘光(Rim Light)是ViewVector节点最典型的应用之一,它能够在物体边缘创建发光效果。

实现原理

边缘光效果基于表面法线与视线方向的夹角。当表面几乎垂直于视线方向时(即边缘区域),应用较强的光照;当表面正对摄像机时,效果减弱。

Shader Graph设置步骤

  • 添加ViewVector节点,空间设置为World
  • 添加Normal Vector节点,空间设置为World
  • 使用Dot Product节点计算法线与视线方向的点积
  • 使用One Minus节点反转结果(使边缘值大,中心值小)
  • 使用Power节点控制边缘宽度
  • 使用Color节点定义边缘光颜色
  • 使用Multiply和Add节点混合到最终颜色

参数调节技巧

  • 点积结果控制边缘位置:值越小边缘越明显
  • Power节点指数控制边缘锐度:值越大边缘越锐利
  • 颜色强度控制发光强度

基于距离的透明效果

利用ViewVector的未标准化特性,可以创建基于距离的透明渐变效果。

实现原理

通过计算ViewVector的长度获取表面点与摄像机的实际距离,根据距离值控制材质透明度。

Shader Graph设置步骤

  • 添加ViewVector节点,空间设置为World
  • 使用Length节点计算向量长度(距离)
  • 使用Remap节点将距离映射到0-1范围
  • 使用Saturate节点钳制数值范围
  • 将结果连接到Alpha通道

高级应用变体

  • 非线性距离衰减:使用曲线节点控制透明度变化
  • 距离阈值:使用Step或SmoothStep节点创建硬边或柔边过渡
  • 多层透明度:结合多个距离区间创建复杂透明效果

反射强度控制

根据观察角度动态调整反射强度,模拟菲涅尔效应。

实现原理

菲涅尔效应描述了表面反射率随观察角度变化的物理现象。在掠射角(视线与表面几乎平行)时反射最强,正对表面时反射最弱。

Shader Graph设置步骤

  • 添加ViewVector节点和Normal Vector节点
  • 使用Dot Product节点计算两者点积
  • 使用One Minus节点反转结果
  • 使用Power节点控制菲涅尔效应强度
  • 将结果作为反射强度的乘数

物理准确性考虑

  • 使用Schlick近似公式提高物理准确性
  • 考虑材质折射率对菲涅尔效应的影响
  • 结合粗糙度调整菲涅尔效应范围

各向异性材质模拟

各向异性材质在不同方向上表现出不同的光学特性,如拉丝金属、光盘表面等。

实现原理

使用Tangent空间的ViewVector,结合切线方向计算各向异性高光。

Shader Graph设置步骤

  • 添加ViewVector节点,空间设置为Tangent
  • 使用Tangent Vector节点获取切线方向
  • 基于ViewVector的X分量和切线方向计算各向异性高光
  • 使用Noise节点或Texture节点添加方向性纹理
  • 结合光照模型计算最终高光

高级技巧

  • 使用多个切线方向模拟复杂各向异性
  • 结合视差效果增强立体感
  • 使用时间变量创建动态各向异性效果

性能优化与最佳实践

坐标空间选择策略

不同的坐标空间选择对性能有直接影响,需要根据具体需求权衡。

性能考虑因素

  • Object空间:需要矩阵逆运算,计算成本较高
  • View空间:计算简单,性能最佳
  • World空间:需要世界位置计算,中等成本
  • Tangent空间:需要TBN矩阵计算,成本最高

选择指南

  • 优先考虑View空间,特别是屏幕空间效果
  • 需要世界一致性时选择World空间
  • 仅在必要时使用Object或Tangent空间

计算优化技巧

向量标准化控制

由于ViewVector节点输出未标准化向量,在不需要距离信息时应手动标准化:

  • 添加Normalize节点标准化向量
  • 仅在需要距离信息时保留原始向量

节点组合优化

  • 避免重复计算相同空间下的ViewVector
  • 使用Branch节点避免不必要的计算
  • 合理使用LOD(Level of Detail)控制计算复杂度

平台兼容性考虑

移动平台优化

  • 避免在片元着色器中频繁使用复杂ViewVector计算
  • 在顶点着色器中预计算并插值
  • 使用精度修饰符优化计算(half、fixed)

跨平台一致性

  • 测试不同坐标系在不同平台上的行为
  • 注意左右手坐标系差异
  • 验证矩阵变换的一致性

高级技术与创意应用

动态变形效果

结合ViewVector与顶点偏移,创建基于观察角度的动态几何变形。

实现方法

  • 使用ViewVector方向驱动顶点偏移
  • 结合噪声纹理增加自然感
  • 使用距离控制变形强度

应用场景

  • 鼠标悬停效果
  • 魔法力场变形
  • 热浪扭曲效果

高级光照模型

将ViewVector集成到自定义光照模型中,实现更真实的材质表现。

镜面反射改进

  • 使用ViewVector计算半角向量
  • 实现各向异性高光模型
  • 创建基于视角的镜面反射衰减

次表面散射模拟

  • 使用ViewVector计算背面透光
  • 结合厚度图实现真实散射
  • 创建皮肤、蜡质等材质效果

投影与阴影技术

利用ViewVector增强投影和阴影效果的真实感。

柔和阴影优化

  • 基于视角角度调整阴影柔和度
  • 实现透视正确的阴影变形
  • 创建接触硬化阴影效果

投影纹理改进

  • 使用ViewVector校正投影透视
  • 实现基于视角的投影淡化
  • 创建全息投影效果

故障排除与常见问题

向量方向错误

问题表现

效果方向与预期相反或错乱。

解决方案

  • 检查坐标系选择是否正确
  • 验证向量计算顺序(指向摄像机)
  • 检查摄像机变换矩阵

性能问题

问题表现

着色器编译缓慢或运行时帧率下降。

优化策略

  • 简化不必要的ViewVector计算
  • 在低端设备上降低计算精度
  • 使用更高效的坐标空间

平台特异性问题

问题表现

在不同平台或渲染管线上效果不一致。

解决思路

  • 测试所有目标平台
  • 使用URP内置函数确保兼容性
  • 检查渲染管线设置和配置

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【节点】[ViewDirection节点]原理解析与实际应用

【Unity Shader Graph 使用与特效实现】专栏-直达

在Unity的Shader Graph中,View Direction节点是一个功能强大且常用的工具,它允许开发者访问网格顶点或片元的视图方向矢量。这个矢量表示从顶点或片元指向摄像机的方向,在光照计算、反射效果、边缘光等众多视觉效果中扮演着关键角色。

View Direction节点的基本概念

View Direction节点输出的矢量本质上是从当前处理的顶点或片元位置指向摄像机位置的矢量。这个矢量在不同的渲染计算中有着广泛的应用,特别是在需要基于观察角度变化效果的场景中。

视图方向在计算机图形学中是一个基础概念,它描述了表面点相对于观察者的方向关系。在Shader Graph中,View Direction节点封装了这一计算,让开发者能够轻松获取和使用这一重要数据。

从Unity 11.0版本开始,View Direction节点在URP和HDRP中的行为已经统一,都会对所有坐标空间下的视图方向进行标准化处理。这一变化简化了跨渲染管线的着色器开发,确保了行为的一致性。

节点参数详解

坐标空间选择

View Direction节点提供了一个重要的控件参数——Space下拉选单,允许开发者选择输出视图方向矢量的坐标空间。理解不同坐标空间的特性对于正确使用该节点至关重要。

  • Object空间:在此空间下,视图方向是相对于物体自身坐标系表达的。这意味着无论物体如何旋转、移动或缩放,视图方向都会相对于物体的本地坐标系进行计算。在需要基于物体自身方向的效果时特别有用,如某些类型的卡通渲染或物体特定的光照效果。
  • View空间:也称为摄像机空间,在此空间中,摄像机位于原点,视图方向是相对于摄像机坐标系的。这个空间下的计算通常更高效,因为许多与视图相关的变换已经完成。适用于屏幕空间效果、与摄像机直接相关的特效。
  • World空间:在此空间下,视图方向是基于世界坐标系表达的。这是最直观的空间之一,因为所有场景中的物体都共享同一世界坐标系。适用于需要与世界坐标交互的效果,如全局光照、环境遮挡等。
  • Tangent空间:也称为切线空间,这是一个相对于表面法线的局部坐标系。在此空间下,视图方向是相对于每个顶点或片元的法线方向表达的。特别适用于法线贴图、视差映射等需要基于表面方向的效果。

输出端口

View Direction节点只有一个输出端口,标记为"Out",输出类型为Vector 3。这个三维矢量包含了在当前选择的坐标空间下的视图方向。

输出的矢量始终是标准化的,即其长度为1。这一特性使得开发者可以直接使用该矢量进行点积计算等需要单位矢量的操作,而无需额外的标准化步骤。

在不同渲染管线中的行为差异

理解View Direction节点在不同渲染管线中的历史行为差异对于维护和迁移现有项目非常重要。

在Unity 11.0版本之前,View Direction节点在URP和HDRP中的工作方式存在显著差异:

  • 在URP中,该节点仅在Object空间下输出标准化的视图方向,在其他坐标空间下则保持原始长度
  • 在HDRP中,该节点在所有坐标空间下都会标准化视图方向

这种不一致性可能导致相同的着色器在不同渲染管线中产生不同的视觉效果。从11.0版本开始,Unity统一了这一行为,View Direction节点在所有渲染管线和所有坐标空间下都会输出标准化的视图方向。

对于需要在URP中使用旧行为(在Object空间外使用未标准化视图方向)的开发者,Unity提供了View Vector节点作为替代方案。这个节点保持了旧版本View Direction节点的行为,确保了向后兼容性。

实际应用场景

View Direction节点在着色器开发中有着广泛的应用,以下是一些常见的应用场景:

光照计算

在光照模型中,视图方向是计算高光反射的关键要素。结合表面法线和光照方向,视图方向用于确定观察者看到的高光强度。

  • 在Blinn-Phong光照模型中,使用法线、光照方向和视图方向的半角矢量来计算高光
  • 在基于物理的渲染中,视图方向是双向反射分布函数的重要输入

边缘光效果

视图方向可用于创建边缘光效果,当表面几乎与视图方向平行时增强其亮度。

  • 通过计算表面法线与视图方向的点积,可以确定表面的边缘程度
  • 结合菲涅耳效应,可以创建逼真的边缘发光效果

反射效果

视图方向在反射计算中至关重要,无论是平面反射、环境映射还是屏幕空间反射。

  • 在立方体环境映射中,使用视图方向计算反射矢量
  • 在屏幕空间反射中,视图方向用于确定反射射线的方向

视差映射

在视差映射技术中,视图方向用于模拟表面的深度和凹凸感。

  • 在切线空间中使用视图方向偏移纹理坐标
  • 创建更真实的表面凹凸效果,增强场景的立体感

使用示例与步骤

基础视图方向可视化

创建一个简单的着色器,直接显示视图方向:

  • 在Shader Graph中创建新图
  • 添加View Direction节点,选择World空间
  • 将View Direction节点连接到主节点的Base Color端口
  • 由于视图方向可能包含负值,需要将其映射到0-1范围
  • 可以使用Remap节点或简单的数学运算完成这一映射

这个简单的示例可以帮助开发者直观理解视图方向在不同表面区域的变化。

创建菲涅耳效果

菲涅耳效果模拟了物体表面在掠射角(表面几乎与视图平行)反射率增加的现象:

  • 添加View Direction节点和Normal节点,确保使用相同的坐标空间
  • 使用Dot Product节点计算法线和视图方向的点积
  • 使用One Minus节点反转结果,使掠射角的值接近1
  • 使用Power节点控制效果的衰减程度
  • 将结果与颜色或纹理相乘,连接到发射或基础颜色

实现简单的边缘光

创建一个基础的边缘光效果:

  • 按照菲涅耳效果的步骤计算边缘因子
  • 使用Smoothstep或Color节点控制边缘光的范围和颜色
  • 将结果添加到现有的光照计算中
  • 可以结合深度或屏幕空间信息增强效果的真实性

高级反射效果

创建一个基于视图方向的反射效果:

  • 使用View Direction节点和Normal节点计算反射方向
  • 将反射方向用于采样环境贴图或反射探针
  • 结合粗糙度贴图控制反射的模糊程度
  • 使用菲涅耳效应混合反射颜色和表面颜色

性能考虑与最佳实践

虽然View Direction节点本身计算开销不大,但在大规模使用时应考虑性能影响:

  • 在片元着色器中计算视图方向比在顶点着色器中计算更精确但更昂贵
  • 对于不需要高精度的效果,考虑在顶点着色器中计算视图方向并插值
  • 避免在着色器中重复计算视图方向,尽可能重用计算结果
  • 根据具体需求选择合适的坐标空间,减少不必要的空间转换

在移动平台或性能受限的环境中,应特别关注视图方向计算的开销:

  • 尽可能使用计算量较小的坐标空间
  • 考虑使用近似计算替代精确的视图方向
  • 对于远处或小物体,可以使用简化的视图方向计算

常见问题与解决方案

视图方向显示异常

当视图方向显示不正确时,通常是由于坐标空间不匹配造成的:

  • 确保View Direction节点和与之交互的其他节点使用相同的坐标空间
  • 检查物体的变换矩阵是否包含非常规的缩放或旋转
  • 验证摄像机的设置,特别是正交投影与透视投影的区别

性能问题

如果着色器因视图方向计算导致性能下降:

  • 分析是否真的需要在片元级别计算视图方向
  • 考虑使用更简化的计算模型
  • 检查是否有重复的视图方向计算可以合并

跨平台兼容性

确保视图方向相关效果在不同平台上表现一致:

  • 测试在不同图形API下的表现
  • 验证在移动设备上的精度和性能
  • 考虑为不同平台提供不同的精度或实现

进阶技巧与创意应用

结合时间变化的动态效果

通过将视图方向与时间参数结合,可以创建动态变化的视觉效果:

  • 使用视图方向驱动动画或纹理偏移
  • 创建随着观察角度变化而动态调整的效果
  • 实现类似全息图或科幻界面元素的视觉效果

非真实感渲染

在卡通渲染或其他非真实感渲染风格中,视图方向可以用于:

  • 控制轮廓线的粗细和强度
  • 实现基于角度的色彩简化
  • 创建手绘风格的笔触效果

特殊材质模拟

视图方向在模拟特殊材质时非常有用:

  • 模拟丝绸、缎子等具有角度相关反射的织物
  • 创建各向异性材料如拉丝金属的效果
  • 实现液晶显示屏的角度相关颜色变化

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【节点】[VertexID节点]原理解析与实际应用

【Unity Shader Graph 使用与特效实现】专栏-直达

在Unity的可编程渲染管线中,Shader Graph为开发者提供了可视化编写着色器的能力,而Vertex ID节点则是其中一个功能强大但常被忽视的重要工具。Vertex ID节点允许着色器访问当前处理的顶点或片元的唯一标识符,为各种高级渲染技术提供了基础支持。

Vertex ID节点概述

Vertex ID节点的核心功能是输出当前正在处理的顶点或片元在网格中的索引值。这个索引值从0开始,按照网格顶点缓冲区的顺序递增。在顶点着色器阶段,它代表顶点的索引;在片元着色器阶段,它代表生成该片元的顶点的索引。

工作原理与底层机制

Vertex ID的实现依赖于GPU的顶点着色器输入语义。在HLSL中,这通常对应着SV_VertexID系统值语义。当Unity提交绘制调用时,GPU会为每个处理的顶点分配一个唯一的ID,这个ID基于顶点在顶点缓冲区中的位置。

在传统的编写着色器代码方式中,开发者会这样声明和使用Vertex ID:

HLSL

truct appdata
{
    uint vertexID : SV_VertexID;
};

而在Shader Graph中,这个过程被简化为简单地添加和连接Vertex ID节点,大大降低了使用门槛。

节点特性与限制

Vertex ID节点有几个重要特性需要注意:

  • 输出值为浮点数类型,范围从0到网格顶点数减1
  • 在顶点着色器和片元着色器中均可使用
  • 值在单个绘制调用中保持唯一性和连续性
  • 不受网格变形或动画影响,始终反映原始网格的顶点顺序

同时也有一些使用限制:

  • 不能用于计算着色器
  • 在某些移动设备上可能有限制或性能考虑
  • 对于动态批处理的物体,Vertex ID可能不会按预期工作

Vertex ID节点的应用场景

Vertex ID节点在Shader Graph中有着广泛的应用场景,从简单的效果到复杂的渲染技术都能发挥作用。

顶点级动画与变形

利用Vertex ID可以实现基于顶点索引的动画效果,比如波浪效果、随机偏移等。由于每个顶点都有唯一的ID,可以基于ID计算不同的变换参数。

HLSL

// 伪代码示例:基于Vertex ID的波浪动画
float wave = sin(_Time.y * _WaveSpeed + vertexID * _WaveDensity);
float3 offset = float3(0, wave * _WaveHeight, 0);
position.xyz += offset;

程序化纹理坐标生成

当网格缺乏合适的UV坐标时,可以使用Vertex ID来生成程序化的纹理映射。这在处理程序化生成的几何体时特别有用。

HLSL

// 伪代码示例:基于Vertex ID生成UV
float2 uv = float2(frac(vertexID * _UVScale), floor(vertexID * _UVScale) / _GridSize);

实例化与批量渲染优化

在GPU实例化场景中,Vertex ID可以与其他系统值(如Instance ID)结合使用,实现高效的批量渲染和数据索引。

调试与可视化工具

Vertex ID是强大的调试工具,可以用于:

  • 可视化顶点分布和顺序
  • 检测顶点缓冲区问题
  • 理解网格拓扑结构

实际应用示例

下面通过几个具体的Shader Graph设置示例,展示Vertex ID节点的实际应用。

波浪地形效果

创建一个基于Vertex ID的波浪地形效果:

  • 首先在Shader Graph中创建Vertex ID节点
  • 将输出连接到Custom Function节点进行波浪计算
  • 使用Time节点提供动画参数
  • 将计算结果连接到Position节点的偏移量

关键节点设置:

  • Vertex ID → Custom Function (波浪计算) → Add to Position
  • Time → Multiply (控制速度) → Custom Function
  • 参数输入:波浪幅度、频率、传播速度

这种设置可以实现流畅的波浪动画,每个顶点基于其ID产生相位偏移,形成自然的波浪传播效果。

顶点颜色渐变

使用Vertex ID创建沿着顶点顺序的颜色渐变:

  • Vertex ID节点输出除以网格顶点总数,归一化到[0,1]范围
  • 将归一化值输入到Gradient节点
  • 将Gradient输出连接到Base Color

这种方法特别适合线框渲染或几何可视化,可以清晰展示顶点的顺序和分布。

程序化网格变形

结合Vertex ID和数学节点创建复杂的网格变形:

  • 使用Vertex ID作为噪声函数的输入种子
  • 通过不同的数学运算(sin、cos、fract等)创建各种变形模式
  • 将变形结果应用到顶点位置

这种技术可以创建有机的、程序化的形状变化,无需额外的纹理或顶点数据。

性能优化与最佳实践

正确使用Vertex ID节点需要考虑性能因素和最佳实践。

性能考虑

  • 在移动平台上,尽量减少基于Vertex ID的复杂计算
  • 避免在片元着色器中使用Vertex ID进行每帧重计算
  • 考虑使用顶点着色器计算并将结果传递给片元着色器

兼容性处理

  • 使用Shader Graph的节点功能检查目标平台的兼容性
  • 为不支持Vertex ID的平台提供fallback方案
  • 测试在不同图形API下的行为一致性

调试技巧

  • 使用Vertex ID可视化来理解网格结构
  • 结合RenderDoc等工具分析实际的Vertex ID分布
  • 创建调试着色器来验证Vertex ID的预期行为

高级应用技巧

与其他系统值的结合

Vertex ID可以与其他系统值结合使用,创造更复杂的效果:

  • 结合Instance ID实现每实例的顶点变形
  • 与Primitive ID配合实现基于图元的特效
  • 和Screen Position结合创建屏幕相关的顶点动画

自定义函数封装

对于复杂的Vertex ID应用,可以创建自定义HLSL函数节点:

HLSL

void VertexIDAnimation_float(float VertexID, float Time, float Amplitude, float Frequency, out float3 Offset)
{
    float phase = VertexID * Frequency + Time;
    Offset = float3(0, sin(phase) * Amplitude, 0);
}

这样可以在多个Shader Graph中重用复杂的Vertex ID逻辑。

数据驱动的方法

将Vertex ID与外部数据结合:

  • 使用Compute Buffer存储每顶点的动画参数
  • 通过MaterialPropertyBlock传递顶点级别的数据
  • 结合Scriptable Renderer Features实现更高级的渲染管线集成

故障排除与常见问题

Vertex ID输出异常

当Vertex ID不按预期工作时,可能的原因包括:

  • 网格被动态批处理,改变了顶点顺序
  • 使用了不支持的渲染路径
  • 图形API限制

解决方案:

  • 禁用动态批处理
  • 检查目标平台的图形API支持
  • 使用Shader Variant收集器确保所有需要的变体都被编译

性能问题

基于Vertex ID的效果导致性能下降时的优化策略:

  • 将计算从片元着色器移到顶点着色器
  • 使用LOD系统在远距离简化效果
  • 预计算静态效果到顶点颜色或纹理中

平台兼容性

处理不同平台的兼容性问题:

  • 为OpenGL ES 2.0等老旧平台提供简化版本
  • 使用Shader Graph的Keyword系统管理平台特定代码
  • 进行充分的跨平台测试

【Unity Shader Graph 使用与特效实现】专栏-直达 (欢迎点赞留言探讨,更多人加入进来能更加完善这个探索的过程,🙏)

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