在上一篇文章中，我們通過自定義着色器實現了一個簡單的在3D遊戲中選取、顯示物體輪廓的實例。更多精彩請關注【狗刨學習網】在文章最後，給大家留下了一個問題，就是我們的這種方法存在一定的問題，無法運用到複雜的模型上。原因是什麼呢？這要從這種方法的原理上來說，其實這種方法類似於攝像機的視角方向上對物體進行了一個投影。這樣的話，如果模型被其它物體遮擋的話，就會出現渲染不完全的問題，如圖所示，有一位朋友在評論中提出了這個問題。那麼，怎麼解決這個問題呢？對於遮擋的問題，我們一般採取的方法是拉近攝像機，因此，我們這裏依然採取這種方法，即如果被渲染的物體前面有遮擋物體，則將攝像機拉近，這樣就可以解決這個問題了。
那麼解決了上一篇文章中的問題後，我們就來開始學習今天的內容——《Unity3D遊戲開發複雜模型的選取與輪廓高亮顯示》。首先，我們今天的內容是基於邊緣光(RimLight)的方法來實現的，在Unity3D的官方示例中，我們可以找到這個算法，其核心算法是：
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<font face="新宋體" size="2">half rim = 1.0 - saturate(dot (normalize(IN.viewDir), IN.worldNormal));
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o.Emission = _RimColor.rgb * pow (rim, _RimPower); </font>
複製代碼
其中，IN.viewDir是當前視角向量，IN.worldNormal是物體的法線。dot是計算視角和法線的點積，等於視角和法線夾角的cos值，如下圖：
由於Cos的值域是1到0，所以1-cos就成了0到1，在夾角90度時達到最大值，正好用來模擬側光的強度(與視角成90度的部分光線最強，就是邊緣光了)，把這個值的變化率用一個pow函數（rim的_rimPower次方）進行放大，就能強化邊緣發亮的效果。但是當物體表面比較平直時(例如立方體)，由於各個面上的法向量都是一個方向上的，因此無法體現出變化和輪廓。此外，這種方法在描繪凹的幾何體時，凹的部分（包括法線貼圖造成的凹凸）的邊緣也都會被畫出來，並不是真正意義上的邊緣輪廓，就是一種側光效果。好了，下面我們開始具體地來講通過這種方法來實現物體輪廓高光顯示。首先編寫Shader：
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<font face="新宋體" size="2">Shader "Custom/Outline" {
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Properties {
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_Color ("Main Color", Color) = (1,1,1,1)
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_SpecColor ("Specular Color", Color) = (0.5, 0.5, 0.5, 1)
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_Shininess ("Shininess", Range (0.03, 1)) = 1
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_MainTex ("Base (RGB) Gloss (A)", 2D) = "black" {}
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_BumpMap ("Normalmap", 2D) = "bump" {}
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//邊緣光顏色
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_RimColor ("Rim Color", Color) = (0,0,0,0.0)
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//放大倍數
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_RimPower ("Rim Power", Range(0.5,8.0)) = 2.0
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}
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SubShader {
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Tags { "RenderType"="Opaque" }
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LOD 400
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CGPROGRAM
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#pragma surface surf BlinnPhong
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#pragma target 3.0
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sampler2D _MainTex;
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sampler2D _BumpMap;
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fixed4 _Color;
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half _Shininess;
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float4 _RimColor;
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float _RimPower;
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struct Input {
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float2 uv_MainTex;
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float2 uv_BumpMap;
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float3 viewDir;
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};
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void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
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fixed4 tex = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex);
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o.Albedo = tex.rgb * _Color.rgb;
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o.Gloss = tex.a;
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o.Alpha = tex.a * _Color.a;
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o.Specular = _Shininess;
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o.Normal = UnpackNormal(tex2D(_BumpMap, IN.uv_BumpMap));
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//核心算法
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half rim = 1 - saturate(dot (normalize(IN.viewDir), o.Normal));
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o.Emission = _RimColor.rgb * pow (rim, _RimPower);
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}
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ENDCG
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}
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FallBack "Specular"
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}</font>
複製代碼
在這個着色器腳本中，最重要的一個屬性是_RimColor，這個值將決定我們最終渲染的效果。在上一篇文章中，我們是通過一個使用了自定義着色器的材質來實現輪廓顯示的，今天我們換一種方法，怎麼做呢？我們這裏通過Shader來實現，在Material中有一個Shader屬性，一旦改變了該屬性的值，那麼所有材質都將按照新的渲染方式進行渲染。我們在上一篇文章中的腳本的基礎上，擴展得到下面的腳本：
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<font face="新宋體" size="2">using UnityEngine;
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using System.Collections;
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public class ShowBoundry : MonoBehaviour {
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//使用顯示輪廓的簡單材質
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public Material mSimpleMat;
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//默認材質
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public Material mDefaultMat;
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//我們今天使用Shader來直接改變模型的渲染效果，這樣可以避免使用一個材質
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public Shader RimLightShader;
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public Color RimColor = new Color(0.2F,0.8F,10.6F,1);
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//定義私有變量以存儲模型的原始信息
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private SkinnedMeshRenderer mSkin;
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private Color mColor;
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private Shader mShader;
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void Start ()
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{
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//獲取模型的SkinnedMeshRenderer
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mSkin=GameObject.Find("Person").
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GetComponentInChildren();
-
//獲取默認顏色
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mColor=mSkin.material.color;
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//獲取默認Shader
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mShader=mSkin.material.shader;
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}
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void Update ()
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{
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//獲取鼠標位置
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Vector3 mPos=Input.mousePosition;
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//向物體發射射線
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Ray mRay=Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);
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RaycastHit mHit;
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//射線檢驗
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if(Physics.Raycast(mRay,out mHit))
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{
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//Cube
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if(mHit.collider.gameObject.tag=="Cube")
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{
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//將當前選中的對象材質換成帶輪廓線的材質
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mHit.collider.gameObject.renderer.material=mSimpleMat;
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//將未選中的對象材質換成默認材質
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GameObject.Find("Sphere").renderer.material=mDefaultMat;
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//將模型恢復到初始狀態
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mSkin.material.shader=mShader;
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mSkin.material.SetColor("_RimColor",mColor);
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//設置提示信息
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GameObject.Find("GUIText").guiText.text="當前選擇的對象是:Cube";
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}
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//Sphere
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if(mHit.collider.gameObject.tag=="Sphere")
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{
-
//將當前選中的對象材質換成帶輪廓線的材質
-
mHit.collider.gameObject.renderer.material=mSimpleMat;
-
//將未選中的對象材質換成默認材質
-
GameObject.Find("Cube").renderer.material=mDefaultMat;
-
//將模型恢復到初始狀態
-
mSkin.material.shader=mShader;
-
mSkin.material.SetColor("_RimColor",mColor);
-
//設置提示信息
-
GameObject.Find("GUIText").guiText.text="當前選擇的對象是:Sphere";
-
}
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//Person
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if(mHit.collider.gameObject.tag=="Person")
-
{
-
//更換Shader
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mSkin.material.shader=RimLightShader;
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mSkin.material.SetColor("_RimColor",RimColor);
-
//將未選中的對象材質換成默認材質
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GameObject.Find("Cube").renderer.material=mDefaultMat;
-
GameObject.Find("Sphere").renderer.material=mDefaultMat;
-
//設置提示信息
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GameObject.Find("GUIText").guiText.text="當前選擇的對象是:Person";
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}
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}
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}
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}</font>
複製代碼
在今天的腳本中，我們增加了一個RimLightShader和RimColor，它們的作用是指定着色器和邊緣光的顏色，我們可以通過外部來引用我們剛纔定義好的自定義Shader，同時，爲了保存模型的原始狀態，我們定義了兩個私有變量mShader和mColor，以便我們可以在適當的時候將模型的狀態還原到原始狀態。好了，我們來運行下今天的程序，效果如下：
可以注意到，當角色被選中時，角色以高亮顯示的形式被渲染出來，這裏使用的是金黃色的邊緣光，所以得到了這樣的結果。感覺效果還不錯啊。在做今天的內容的時候，經常出現着色器無效的情況，後來發現是着色器定義的名稱和文件名稱不符的緣故，所以大家在編寫着色器的時候一定要注意啊。
