0.本文示例代碼地址
1. step
step 函數(shù)的邏輯是
step (a, x)
{
if (x < a)
{
return 0;
}
else
{
return 1;
}
}
step 通常用來(lái)取代 if-else 的代碼，下面看一個(gè)使用 step 函數(shù)的示例
Shader "Custom_Shader/Function_step"
{
Properties
{
_MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
_Amount ("Amount", float) = 0.5
_Color ("Color", Color) = (0,0,0,1)
}
SubShader
{
Tags { "RenderType"="Opaque" }
LOD 100
Pass
{
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "UnityCG.cginc"
struct appdata
{
float4 vertex : POSITION;
float2 uv : TEXCOORD0;
};
struct v2f
{
float2 uv : TEXCOORD0;
float4 vertex : SV_POSITION;
};
sampler2D _MainTex;
float4 _MainTex_ST;
float4 _Color;
float _Amount;
v2f vert (appdata v)
{
v2f o;
o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
return o;
}
fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
{
fixed4 col = step(_Amount, length(i.uv - 0.5)) * _Color;
return col;
}
ENDCG
}
}
}
核心代碼是
fixed4 col = step(_Amount, length(i.uv - 0.5)) * _Color;
return col;
片元著色器中，若當(dāng)前片元距離中心超過(guò) _Amount 值時(shí)返回顏色值 _Color，否則返回黑色。這里的內(nèi)置函數(shù) length 作用是計(jì)算兩個(gè)參數(shù)的距離。效果圖：
2. lerp
lerp 函數(shù)的定義是
lerp(a, b, w)
{
return a + w*(b-a)
}
當(dāng) w = 0 時(shí)，返回a，當(dāng) w = 1 時(shí)返回b，否則返回對(duì) a 和
b 的差值，w 越接近0，返回結(jié)果越接近a，w越接近1，返回結(jié)果???接近1，通常用來(lái)計(jì)算一些漸變量。
lerp (a, b, w) 中，a 和 b 需要同類型，可以是數(shù)值或向量
一個(gè)使用lerp的案例
Shader "Custom_Shader/Function_lerp"
{
Properties
{
_MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
_Color ("Color", Color) = (1.0, 1.0, 1.0, 1.0)
}
SubShader
{
Tags { "RenderType"="Opaque" }
LOD 100
Pass
{
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "UnityCG.cginc"
struct appdata
{
float4 vertex : POSITION;
float2 uv : TEXCOORD0;
};
struct v2f
{
float2 uv : TEXCOORD0;
float4 vertex : SV_POSITION;
};
sampler2D _MainTex;
float4 _MainTex_ST;
float4 _Color;
v2f vert (appdata v)
{
v2f o;
o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
return o;
}
fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
{
return lerp(0, 1, length(i.uv - 0.5)) * _Color;
}
ENDCG
}
}
}
核心代碼
return lerp(0, 1, length(i.uv - 0.5)) * _Color;
實(shí)現(xiàn)了一個(gè)漸變效果，圖片中心 uv 值為 (0.5,0.5)，從圖片中心向外漸變，距離中心越近，顏色越接近黑色，距離越遠(yuǎn)，顏色越接近 _Color 顏色，效果圖
3. smoothstep
smoothstep可以用來(lái)生成0到1的平滑過(guò)渡值，它也叫平滑階梯函數(shù)。smoothstep定義是
float smoothstep(float a, float b, float x)
{
x = clamp((x - a) / (b- a), 0.0, 1.0);
return x * x * (3 - 2 * x);
}
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是：
- 在 a < b 的情況下，當(dāng) x < a 時(shí)，返回 0，當(dāng) x > b 時(shí)，返回 1，否則在 0和 1之間平滑過(guò)渡，如圖：
smoothstep(-2, 3, x)的函數(shù)圖像:
smoothstep(-2, 3, x) - 在 a > b 的情況下，當(dāng) x < b 時(shí)，返回1，當(dāng) x > a 時(shí)，返回0，否則在 1 和 0 之間平滑過(guò)渡，交換上述 a 和 b 的位置，可以得到
smoothstep(3, -2, x)的函數(shù)圖像 ：
smoothstep(3, -2, x)
兩個(gè) smoothstep 進(jìn)行減法運(yùn)算可以得到一些波形圖，例如 smoothstep(1, 2, x) - smoothstep(2, 3, x)的函數(shù)圖像
想要增加波峰的持續(xù)寬度，可以構(gòu)造
smoothstep(1,2, x) - smoothstep(3, 4, x)，圖像如下：
從
smoothstep 的函數(shù)圖像我們可以得到靈感，如何在 Shader 中使用平滑過(guò)渡函數(shù)
Shader "Custom_Shader/Circle"
{
Properties
{
_Color ("MainColor", Color) = (1,1,1,1)
_Start ("Start", Range(0, 0.5)) = 0.1
_Inner ("Inner", Range(0, 0.5)) = 0.2
_Outer ("Outer", Range(0, 0.5)) = 0.22
_End ("End", Range(0, 0.5)) = 0.3
}
SubShader
{
Tags { "RenderType"="Opaque" }
LOD 100
Pass
{
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "UnityCG.cginc"
struct appdata
{
float4 vertex : POSITION;
float2 uv : TEXCOORD0;
};
struct v2f
{
float2 uv : TEXCOORD0;
float4 vertex : SV_POSITION;
};
float4 _Color;
float _Start;
float _End;
float _Inner;
float _Outer;
v2f vert (appdata v)
{
v2f o;
o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
o.uv = v.uv;
return o;
}
fixed4 singleSmoothstep(float _Start, float _End, v2f i) {
return smoothstep(_Start, _Inner, length(i.uv - 0.5));
}
fixed4 doubleSmoothstep(float _Start, float _End, float _Inner, float _Outer, v2f i) {
float value = smoothstep(_Start, _Inner, length(i.uv - 0.5));
float value2 = smoothstep(_Outer, _End, length(i.uv - 0.5));
}
fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
{
return _Color * singleSmoothstep(_Start, _End, i);
}
ENDCG
}
}
}
提供了單一的平滑過(guò)渡方法 singleSmoothstep 和經(jīng)過(guò)減法運(yùn)算的 doubleSmoothstep 方法，當(dāng)返回 singleSmoothstep(0.1, 0.35, x) 時(shí)得到的過(guò)渡效果：
交換參數(shù)位置，得到
singleSmoothstep(0.35, 0.1, x) 的平滑過(guò)渡效果：
當(dāng)返回 doubleSmoothstep(0.05, 0.2, 0.2, 0.35, x)時(shí)得到的過(guò)渡效果
當(dāng)返回 doubleSmoothstep(0.05, 0.15, 0.25, 0.4, x)時(shí)得到當(dāng)過(guò)渡效果
當(dāng)返回 doubleSmoothstep(0.14, 0.15, 0.29, 0.3, x)時(shí)得到當(dāng)過(guò)渡效果
