ShaderLab學習小結（十六）泡泡

一個球體，不論從哪去看，都是中心透明，向邊上越來越不透，最后純白，大概就像個泡泡一樣
效果如下圖：

先看shader代碼：

Shader "Custom/PaoPao" {
    //1.
    Properties{
        _MainColor("Main",color)=(1,1,1,1)
        _Scale("Scale",range(1,8))=1
    }
    SubShader {
        Tags{"queue"="Transparent"}   //2.
        pass{
            blend SrcAlpha OneMinu***cAlpha    //3.
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "unitycg.cginc"
            #include "lighting.cginc"
            fixed4 _MainColor;
            float _Scale;
            struct v2f{
                float4 pos:POSITION;
                float3 normal:NORMAL;
                float3 wpos:TEXCOORD0;
            };
            v2f vert(appdata_base v)
            {
                v2f o;
                o.pos=mul(UNITY_MATRIX_MVP,v.vertex);
                o.normal=v.normal;
                o.wpos=mul(unity_ObjectToWorld,v.vertex).xyz;   //4.
                return o;
            }
            fixed4 frag(v2f IN):COLOR
            {
                float3 N = UnityObjectToWorldNormal(IN.normal);
                float3 V = normalize(UnityWorldSpaceViewDir(IN.wpos));    //5.
                float bright = pow(1-saturate(dot(N,V)),_Scale);      //6.
                fixed4 col=_MainColor;
                col.a*=bright;    //7.
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

按照代碼中的注釋

1

定義一個主顏色和一個系數

    //1.
    Properties{
        _MainColor("Main",color)=(1,1,1,1)
        _Scale("Scale",range(1,8))=1
    }

2、3

很明顯，物體是半透明的，所以

Tags{"queue"="Transparent"}   //2.

blend SrcAlpha OneMinu***cAlpha    //3.

不用多解釋

4

求個世界坐標

    o.wpos=mul(unity_ObjectToWorld,v.vertex).xyz;   //4.

5

計算世界空間中的視向量V

float3 V = normalize(UnityWorldSpaceViewDir(IN.wpos));    //5.

6、7

獲取透明度alpha的系數，本例中是1乘這個系數，可以認為這個就是alpha

float bright = pow(1-saturate(dot(N,V)),_Scale);      //6.

col.a*=bright;    //7.

泡泡的形成主要就看這一句了
據我的理解（未必準確）
我們的視線是垂直屏幕的，視向量方向垂直屏幕向外
再看球體
球體的法線方向是垂直球體表面向外的，那么不論我們從哪個角度去看一個球體，它中心的法線是垂直屏幕向外的
即和我們的視向量平行，且方向一至
根據向量點積的定義，兩個向量點積等于兩個向量長度相乘再乘上兩個向量的夾角余弦
既然兩個向量方向一樣，夾角余弦得1，而兩個向量都是單位向量，所以結果就是夾角余弦。
我們要讓中心的透明度為0，所以就得1-saturate(dot(N,V))，然后pow函數求得0的_Scale次方還是0
最后乘以主顏色的alpha值，還是為0，最終得到的顏色是全透明的
同樣，球體邊緣的法向量平行于屏幕，也就是和視向量垂直，那么兩個的點積得0，被1減得1
1的_Scale次方還是1，最后邊緣的alpha值就是1，也就是不透明

這樣就形成了這個泡泡，而且不論從什么方向看都一樣

當然，如果想讓這個泡泡接收平行光和環境光的影響，也可以
代碼：

Shader "Custom/PaoPao" {
    Properties{
        _MainColor("Main",color)=(1,1,1,1)
        _Scale("Scale",range(1,8))=1
    }
    SubShader {
        Tags{"queue"="Transparent"}
        pass{
            tags{"lightmode"="forwardbase"}      //1.
            blend SrcAlpha OneMinu***cAlpha
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "unitycg.cginc"
            #include "lighting.cginc"
            fixed4 _MainColor;
            float _Scale;
            struct v2f{
                float4 pos:POSITION;
                float3 normal:NORMAL;
                float3 wpos:TEXCOORD0;
            };
            v2f vert(appdata_base v)
            {
                v2f o;
                o.pos=mul(UNITY_MATRIX_MVP,v.vertex);
                o.normal=v.normal;
                o.wpos=mul(unity_ObjectToWorld,v.vertex).xyz;
                return o;
            }
            fixed4 frag(v2f IN):COLOR
            {
                float3 N = UnityObjectToWorldNormal(IN.normal);
                float3 V = normalize(UnityWorldSpaceViewDir(IN.wpos));
                float bright = pow(1-saturate(dot(N,V)),_Scale);
                fixed4 col=_MainColor;
                float3 L = normalize(UnityWorldSpaceLightDir(IN.wpos));//2.
                col*=_LightColor0*saturate(dot(N,L));    //3.
                col+=UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT; //4。
                col.a*=bright;   //5.
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

1

光照模式forwardbase

2

世界坐標系光向量

3

平行光照

4

加上環境光

5

乘上alpha系數
效果如下圖：

我們轉動平行光

我們拖動材質的_Scale