Geometry Shader 实现 Wireframe 绘制边线的Shader

最终效果:

参考了一个免费插件

基础思路======================================
在几何阶段计算每个顶点到第三边的距离,在片元中就可以插值得到每个点到顶点的距离
根据最小的距离只计算是否需要显示,结果就是只绘制边线

基础知识======================================
Geometry 在 Vertex 和 Fragment 之间 可选步骤
根据Vertex传入的顶点参数做一些调整,生成改动后的顶点结构,再调用Fragment着色器

//声明使用的几何着色器函数,类似声明 vertex 和 fragment
#pragma geometry geom

//限制GS输出的最大顶点数
[maxvertexcount(3)]
//第一个时入参  第二个是调整以后的数据
void geom(triangle v2g p[3], inout TriangleStream<g2f> triStream)
{
    UCLAGL_geom( p, triStream);
}

入参格式 像fragment类似,传入的是vertex的计算结果 例如
struct  v2g
{
    float4  pos    : POSITION;         // vertex position
    float2  uv      : TEXCOORD0;    // vertex uv coordinate
};
不一样的是一次可以处理多个结果
point v2g p[1]
line v2g p[2]
triangle v2g p[3]

返回参数 inout 必须
可以返回3中数据流 PointStream, LineStream, TriangleStream
流中的具体数据类似f2v的数据格式
struct g2f
{
    float4  pos   : POSITION;         // fragment position
    float2  uv     : TEXCOORD0;    // fragment uv coordinate
    float3  dist   : TEXCOORD1;    // distance to each edge of the triangle
};
也是可以返回多个的
inout PointStream<
g2f> poiStream
inout LineStream<
g2f> linStream
inout TriangleStream<g2f> triStream

Shader==================================================
Shader "Unlit/WithWireframeShder"
{
    Properties
    {
        _MainColor ("Main Color", Color) = (1,1,1,1)
        _LineColor ("Line Color", Color) = (0,0,0,1)
        _Thickness ("Thickness", Float) = 1
    }
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 100

        //绘制基础颜色
        Pass
        {           
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
           
            #include "UnityCG.cginc"

            float4 _MainColor;

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
            };

            struct v2f
            {
                float4 pos : SV_POSITION;
            };
           
            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                return o;
            }
           
            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {   
                return _MainColor;
            }
            ENDCG
        }

        //绘制线框
        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma geometry geom
            #pragma fragment frag
           
            #include "UnityCG.cginc"

            float4 _LineColor;
            float _Thickness;

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
            };

            struct v2g
            {
                float4 pos : SV_POSITION;
            };

            struct g2f
            {
                float4    pos        : POSITION;        // fragment position
                float3  dist    : TEXCOORD1;    // distance to each edge of the triangle
            };
           
            v2g vert (appdata v)
            {
                v2g o;
                o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                return o;
            }

            [maxvertexcount(3)]
            void geom(triangle v2g p[3], inout TriangleStream<g2f> triStream)
            {
                //points in screen space
                float2 p0 = _ScreenParams.xy * p[0].pos.xy / p[0].pos.w;
                float2 p1 = _ScreenParams.xy * p[1].pos.xy / p[1].pos.w;
                float2 p2 = _ScreenParams.xy * p[2].pos.xy / p[2].pos.w;
               
                //edge vectors
                float2 v0 = p2 - p1;
                float2 v1 = p2 - p0;
                float2 v2 = p1 - p0;

                //area of the triangle
                float area = abs(v1.x*v2.y - v1.y * v2.x);

                //values based on distance to the edges
                float dist0 = area / length(v0);
                float dist1 = area / length(v1);
                float dist2 = area / length(v2);
               
                g2f pIn;
               
                //add the first point
                pIn.pos = p[0].pos;
                pIn.dist = float3(dist0,0,0);
                triStream.Append(pIn);

                //add the second point
                pIn.pos =  p[1].pos;
                pIn.dist = float3(0,dist1,0);
                triStream.Append(pIn);
               
                //add the third point
                pIn.pos = p[2].pos;
                pIn.dist = float3(0,0,dist2);
                triStream.Append(pIn);
            }
           
            fixed4 frag (g2f input) : SV_Target
            {           
                //find the smallest distance
                float val = min( input.dist.x, min( input.dist.y, input.dist.z));
               
                //calculate power to 2 to thin the line
                val = exp2( -1/_Thickness * val * val );

                //丢弃不在边线上的
                if (val < 0.5f) discard;       

                return _LineColor;
            }
            ENDCG
        }
    }
}




posted @ 2018-02-01 16:00  Hichy  阅读(751)  评论(0编辑  收藏  举报