一 .Unity移動端軟陰影技術(shù)總結(jié)：

https://blog.csdn.net/jxw167/article/details/82422891

二. 平面陰影的原理

https://zhuanlan.zhihu.com/p/42781261

https://zhuanlan.zhihu.com/p/31504088

王者榮耀游戲使用的就是該方法，已經(jīng)有上線產(chǎn)品驗(yàn)證過的方法，這說明我們的游戲產(chǎn)品也可以使用，該技術(shù)叫平面投影陰影（Planar Projected Shadows）技術(shù)，由Jim Blinn 1988年提出。http://www.twinklingstar.cn/2015/1717/tech-of-shadows/#21_Blinns
它實(shí)現(xiàn)的原理是：通過相似三角形求一個物體每一個頂點(diǎn)在某個平面上的投影位置，說白了就是求直線在平面上的交點(diǎn)。進(jìn)一步通俗點(diǎn)講：物體上的某一點(diǎn)，以直線光源的方向作為方向，從該點(diǎn)出發(fā)，移動一定距離，使得該點(diǎn)落在要顯示陰影的平面上（比如地表），隨后將該點(diǎn)顯示為陰影即可。

建議大家在平時可以閱讀一下幾個比較好的會議論文：GDC系列文章和Siggraph系列文章，這個兩個會議的論文都是代表當(dāng)前比較超前的算法實(shí)現(xiàn)，這些算法我們可以將其用Unity或者UE4其他引擎實(shí)現(xiàn)出來增加渲染效果。

線段與平面的交點(diǎn)推導(dǎo)（很重要）：

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?三. 平面陰影的實(shí)現(xiàn)

1.第一個pass正常渲染物體，根據(jù)各項(xiàng)目的需求實(shí)現(xiàn)（跟陰影實(shí)現(xiàn)無關(guān)）

2.另一個pass渲染該物體的陰影

陰影pass的實(shí)現(xiàn)：

1.從C#腳本中傳入Shader需要投影的平面及一些相關(guān)信息

public Light mainLight;private Vector4 _ShadowFadeParams = new Vector4(0.0f, 1.5f, 0.7f, 0.0f);private void UpdateShader(){Vector4 worldpos = transform.position;Vector3 shadowPlaneNrm = transform.up;//計算平面法線與平面上某一點(diǎn)的點(diǎn)乘，由于人物行走在平面上，人物腳下的點(diǎn)必定在平面上float nrmDotPos = Vector3.Dot(shadowPlaneNrm, worldpos);// Vector4 projdir = new Vector4(-0.2f,-0.8f,-0.6f,0);Vector4 projdir = mainLight.transform.forward;//Debug.Log("projdir" + projdir);Material mat = Renderer.material;// foreach (var mat in mMatList)// {if (mat == null)return;mat.SetVector("_WorldPos", worldpos);mat.SetVector("_ShadowProjDir", projdir);// mat.SetVector("_ShadowPlane", new Vector4(2.289143f, -11.88877f, 28.79983f, 0.0f));mat.SetVector("_ShadowPlane", new Vector4(shadowPlaneNrm.x, shadowPlaneNrm.y, shadowPlaneNrm.z, nrmDotPos));mat.SetVector("_ShadowFadeParams", _ShadowFadeParams);mat.SetFloat("_ShadowFalloff", 1.35f);// }}

2.頂點(diǎn)Shader計算該點(diǎn)在陰影平面的投影

v2f vert(appdata v){v2f o;float3 lightdir = normalize(_ShadowProjDir);float3 worldpos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;// _ShadowPlane.w = p0 * n // 平面的w分量就是p0 * nfloat distance = (_ShadowPlane.w - dot(_ShadowPlane.xyz, worldpos)) / dot(_ShadowPlane.xyz, lightdir.xyz);worldpos = worldpos + distance * lightdir.xyz;o.vertex = mul(unity_MatrixVP, float4(worldpos, 1.0));o.xlv_TEXCOORD0 = _WorldPos.xyz;o.xlv_TEXCOORD1 = worldpos;return o;}

3.片段Shader進(jìn)行模糊算法等處理，改善陰影效果

float4 frag(v2f i) : SV_Target{float3 posToPlane_2 = (i.xlv_TEXCOORD0 - i.xlv_TEXCOORD1);float4 color;color.xyz = float3(0.0, 0.0, 0.0);// 下面兩種陰影衰減公式都可以使用(當(dāng)然也可以自己寫衰減公式)// 王者榮耀的衰減公式color.w = (pow((1.0 - clamp(((sqrt(dot(posToPlane_2, posToPlane_2)) * _ShadowInvLen) - _ShadowFadeParams.x), 0.0, 1.0)), _ShadowFadeParams.y) * _ShadowFadeParams.z);// 另外的陰影衰減公式//color.w = 1.0 - saturate(distance(i.xlv_TEXCOORD0, i.xlv_TEXCOORD1) * _ShadowFalloff);return color;}

其中計算核心的兩行代碼就是?

float distance = (_ShadowPlane.w - dot(_ShadowPlane.xyz, worldpos)) / dot(_ShadowPlane.xyz, lightdir.xyz); worldpos = worldpos + distance * lightdir.xyz;

對應(yīng)的公式就是下式，其中P0和平面法線的點(diǎn)乘是由C#代碼計算后傳入的，存儲在_ShadowPlane的w分量（如果平面是水平的，即法線方向就是y軸的話，?_ShadowPlane的w分量可以直接傳入的是平面的y值）

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四. 平面陰影在URP中的實(shí)現(xiàn)

URP中常規(guī)渲染是單Pass渲染，平面shadow需要兩個pass，為了實(shí)現(xiàn)平面shadow，需要先解決URP中的兩個Pass渲染。

https://blog.csdn.net/nxl76450106/article/details/101290283

在需要執(zhí)行的第一個pass添加Tags{ "LightMode" = "LightweightForward（或者UniversalForward，或者Universal2D，根據(jù)當(dāng)前正常渲染時使用的render設(shè)置）" }，第二個pass添加Tags{ "LightMode" = "SRPDefaultUnlit" }即可讓這兩個pass同時生效。

比如我們項(xiàng)目目前用的是Universal2D渲染，即2D的光照渲染，就需要把第一個Pass的Tag設(shè)置為Universal2D，此時你會發(fā)現(xiàn)如果camera使用的Render不是Universal2D render，就無法渲染出物體。所以總結(jié)來講就是camera使用的Render要和Pass中的Tag對應(yīng)。

解決兩個Pass渲染問題后，第一個pass我直接copy URP內(nèi)置的SimpleLit函數(shù)的光照Pass，第二個Pass用HLSL語言重寫了上邊的CG語言代碼，替換了幾處API：

Pass{Tags{"LightMode" = "SRPDefaultUnlit"}Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlphaZWrite OffCull BackColorMask RGBStencil{Ref 0Comp EqualWriteMask 255ReadMask 255//Pass IncrSatPass InvertFail KeepZFail Keep}//CGPROGRAMHLSLPROGRAM#include "Packages/com.unity.render-pipelines.core/ShaderLibrary/Common.hlsl"#include "Packages/com.unity.render-pipelines.core/ShaderLibrary/UnityInstancing.hlsl"#pragma vertex vert#pragma fragment fragCBUFFER_START(UnityPerFrame)float4x4 unity_MatrixVP;CBUFFER_ENDCBUFFER_START(UnityPerDraw)float4x4 unity_ObjectToWorld;CBUFFER_END#define UNITY_MATRIX_M unity_ObjectToWorldfloat4 _ShadowPlane;float4 _ShadowProjDir;float4 _WorldPos;float _ShadowInvLen;float4 _ShadowFadeParams;float _ShadowFalloff;struct appdata{float4 vertex : POSITION;};struct v2f{float4 vertex : SV_POSITION;float3 xlv_TEXCOORD0 : TEXCOORD0;float3 xlv_TEXCOORD1 : TEXCOORD1;};v2f vert(appdata v){v2f o;float3 lightdir = normalize(_ShadowProjDir);//float3 worldpos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;//float3 worldpos = TransformObjectToWorld(v.vertex.xyz);float4 worldPos = mul(UNITY_MATRIX_M, float4(v.vertex.xyz, 1.0));// _ShadowPlane.w = p0 * n // 平面的w分量就是p0 * nfloat distance = (_ShadowPlane.w - dot(_ShadowPlane.xyz, worldPos.xyz)) / dot(_ShadowPlane.xyz, lightdir.xyz);worldPos = worldPos + distance * float4(lightdir.xyz, 0.0);//o.vertex = mul(unity_MatrixVP, float4(worldpos, 1.0));//o.vertex = TransformWorldToHClip(float4(worldpos, 1.0));o.vertex = mul(unity_MatrixVP, worldPos);o.xlv_TEXCOORD0 = _WorldPos.xyz;o.xlv_TEXCOORD1 = worldPos;return o;}float4 frag(v2f i) : SV_Target{float3 posToPlane_2 = (i.xlv_TEXCOORD0 - i.xlv_TEXCOORD1);float4 color;color.xyz = float3(0.0, 0.0, 0.0);// 下面兩種陰影衰減公式都可以使用(當(dāng)然也可以自己寫衰減公式)// 王者榮耀的衰減公式color.w = (pow((1.0 - clamp(((sqrt(dot(posToPlane_2, posToPlane_2)) * _ShadowInvLen) - _ShadowFadeParams.x), 0.0, 1.0)), _ShadowFadeParams.y) * _ShadowFadeParams.z);// 另外的陰影衰減公式//color.w = 1.0 - saturate(distance(i.xlv_TEXCOORD0, i.xlv_TEXCOORD1) * _ShadowFalloff);return color;}//ENDCGENDHLSL}

項(xiàng)目鏈接：

https://github.com/Dejavu0709/Plane-Shadow-For-URP.git

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Unity URP中的多Pass Shader和Planer shadow的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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