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：

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
		}
	}
}

王者荣耀的阴影做了一个细节上的处理，所以我在这里也做了同样的处理，既阴影往边界虚化的效果。

三、运行效果

四、项目截图

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

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