模仿王者荣耀的实时阴影

概述

该demo是模仿王者荣耀的实时阴影，读者可以从中理解到实时阴影的实现原理。

详细

代码下载：http://www.demodashi.com/demo/11999.html

一、准备工作

解压ShadowDemo.zip压缩包，用Unity 5.3.7f1 (64-bit)及以上版本打开项目，打开Demo场景，就可以测试了。以下为压缩包的结构：

QQ截图20171127135218.png

二、实现原理

原理：可能有点复杂，为了简单些，转化为2d视角来分析。阴影的产生正如下图所示

由上图可知，阴影的a点与遮挡物的b点在光照方向的垂直面上其实映射的是同一个点d。这很容易让我们联想到MVP当中的投影变换。其实是一样的。我们将于光照方向当做照相机的视线，而与光照方向垂直的面，就是投影变换最后的盒子的正面。这意味着我们可以制作一个正交照相机，使得它与光照方向一致，再将地面模型的各个顶点投影到该照相机上，这时候照相机的纹理UV坐标范围是0~1，地面投影到了照相机，也将其坐标映射到0~1之间，由此与照相机的纹理一一对应，于是将照相机照出来的纹理叠加在地面上，就形成了阴影。

三、程序实现

using UnityEngine;
using System.Collections;
 
public class Shadow : MonoBehaviour {
    public Camera m_ShadowCamera;
    private RenderTexture m_RT;
    public Material m_Mat;
     
    void Start()
    {
    //创建一个纹理，用来捕获照相机的看到的（该纹理既为我们需要的影子的源纹理）
        m_RT = new RenderTexture(Screen.width, Screen.height, 0, RenderTextureFormat.ARGB32);
        m_RT.anisoLevel = 8;
        m_ShadowCamera.targetTexture = m_RT;
        //将上面的纹理传入材质球中，用来将它处理为影子
        m_Mat.SetTexture("_MainTex", m_RT);
    }
 
    void Update()
    {
    //实时将生成影子需要的纹理的照相机的矩阵传入材质球，这两个矩阵在下面的着色器代码中使用
        m_Mat.SetMatrix("_WorldToCameraMatrix", m_ShadowCamera.worldToCameraMatrix);
        m_Mat.SetMatrix("_ProjectionMatrix", m_ShadowCamera.projectionMatrix);
    }
}

上面c#代码需要用的shader

// Upgrade NOTE: replaced 'mul(UNITY_MATRIX_MVP,*)' with 'UnityObjectToClipPos(*)'
 
// Upgrade NOTE: replaced '_Object2World' with 'unity_ObjectToWorld'
 
Shader "Hidden/Shadow"
{
    Properties
    {
        _MainTex("Texture", 2D) = "white" {}
    }
        SubShader
    {
        Tags
    {
        "Queue" = "Transparent+100"
    }
    zwrite off
        Pass
    {
        Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha
        CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
 
#include "UnityCG.cginc"
        uniform float4x4 _WorldToCameraMatrix;
        uniform float4x4 _ProjectionMatrix;
 
        struct appdata
        {
            float4 vertex : POSITION;
            float2 uv : TEXCOORD0;
        };
 
        struct v2f
        {
            float2 uv : TEXCOORD0;
            float4 vertex : SV_POSITION;
        };
 
        v2f vert(appdata v)
        {
            v2f o;
            o.vertex = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
                        //将该模型投影到影子生成的纹理的照相机的空间中，便可以将纹理一一对应上
            float4 worldCoord = mul(_Object2World, v.vertex);
            float4 cameraCoord = mul(_WorldToCameraMatrix, worldCoord);
            float4 projectionCoord = mul(_ProjectionMatrix, cameraCoord);
            o.uv = projectionCoord / projectionCoord.w;
            o.uv = 0.5f*o.uv + float2(0.5f, 0.5f);
            return o;
        }
 
        sampler2D _MainTex;
 
        fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
        {
            float dis = (i.uv.x - 0.5f)*(i.uv.x - 0.5f) + (i.uv.y - 0.5f)*(i.uv.y - 0.5f);
            fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
            if(col.r + col.g + col.b + col.a > 0)
            {
                col.a = 1.0f;
            }
            col.rgb = 0;
            //这里将纹理沿着边缘虚幻处理
            col.a = (col.a - dis*4.0f)*0.3f;
            if (i.uv.y < 0.0f || i.uv.y > 1.0f || i.uv.x < 0.0f || i.uv.x > 1.0f)
            {
                discard;
            }
            return col;
        }
            ENDCG
        }
    }
}