Untiy 3d ShaderLab平面阴影(三) 点光源对平面的投影
发表于2017-05-05
接上篇点光源对平面的投影继续往下介绍，本篇依旧要介绍的重点是Untiy 3d ShaderLab平面阴影中点光源对平面的投影，想知道就继续往下看。
一、阴影的淡出
1.1 有效利用计算平面阴影过程中的数据
一般情况下，比如用Shadow Mapping和Shadow Volumes计算阴影的衰减是比较困难的，但是在此例中，我们己经知道投射阴影物体的顶点在计算前和计算后的位置，根据这两个位置的距离，我们还是可以考虑计算一下阴影的衰减问题的。
可以明显看出圆柱体投射在平而上的阴影随着距离而逐渐变淡。如果这是你所希望的效果，可以看一下代码：
<pre name="code" class="csharp">Shader "Tut/Shadow/PlanarShadow_3" ｛
Properties｛
_Intensity("atten",range(1,16))=1
｝
SubShader ｛
pass ｛
Tags ｛ "LightMode" = "ForwardBase" ｝
Material｛Diffuse(1,1,1,1)｝
Lighting On
｝//
pass ｛
Tags ｛ "LightMode" = "ForwardBase" ｝
Cull Front
Blend DstColor SrcColor
Offset -1,-1
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "UnityCG.cginc"
float4x4 _World2Ground;
float4x4 _Ground2World;
float _Intensity;
struct v2f｛
float4 pos:SV_POSITION;
float atten:TEXCOORD0;
｝;
v2f vert(float4 vertex: POSITION)
｛
v2f o;
float3 litDir;
litDir=normalize(WorldSpaceLightDir(vertex));
litDir=mul(_World2Ground,float4(litDir,0)).xyz;
float4 vt;
vt= mul(_Object2World, vertex);
vt=mul(_World2Ground,vt);
vt.xz=vt.xz-(vt.y/litDir.y)*litDir.xz;
vt.y=0;
vt=mul(_Ground2World,vt);//back to world
vt=mul(_World2Object,vt);
o.pos=mul(UNITY_MATRIX_MVP, vt);
o.atten=distance(vertex,vt)/_Intensity;
return o;
｝
float4 frag(v2f i) : COLOR
｛
return smoothstep(0,1,i.atten/2);
｝
ENDCG
｝//
pass ｛
Tags ｛ "LightMode" = "ForwardAdd" ｝
Cull Front
Blend DstColor SrcColor
Offset -2,-1
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "UnityCG.cginc"
float4x4 _World2Ground;
float4x4 _Ground2World;
float _Intensity;
struct v2f｛
float4 pos:SV_POSITION;
float atten:TEXCOORD0;
｝;
v2f vert(float4 vertex:POSITION)
｛
v2f o;
float3 litDir;
litDir=normalize(WorldSpaceLightDir(vertex));
litDir=mul(_World2Ground,float4(litDir,0)).xyz;
float4 vt;
vt= mul(_Object2World, vertex);
vt=mul(_World2Ground,vt);
vt.xz=vt.xz-(vt.y/litDir.y)*litDir.xz;
vt.y=0;
vt=mul(_Ground2World,vt);//back to world
vt=mul(_World2Object,vt);
o.pos= mul(UNITY_MATRIX_MVP, vt);
o.atten=distance(vertex,vt)/_Intensity;
return o;
｝
float4 frag(v2f i) : COLOR
｛
return smoothstep(0,1,i.atten*i.atten);
｝
ENDCG
｝
｝
｝
1.2潜在的问题
这个方法还有一个显而易见的问题，那就是物体本身是立体的，不是一个平面，因此这个计算前后的点的距离是包括物体本身厚度的，这个厚度就会表现在阴影上。要解决这个问题，我们可以先把物体变换到灯光空间，使用_World2Light矩阵沿着灯光方向把物体压扁，然后投射物体，这样计算出来的阴影衰减就不会包括物体的厚度了。