Unity3D教程宝典之Shader篇：第二十一讲视差贴图

转载自风宇冲Unity3D教程学院

 

视差贴图的展示

图一：注意轮胎印中的自阴影，实际上路面只是一个平地

 

图二：孤岛危机的成功，视差贴图功不可没

 

图三：视差贴图同样可用于人物,装备及道具

 

本讲分四个部分
一：优点特性

二：基本原理

三：使用方法

四：视差计算

 

第一部分 视差贴图的优点及特性

上一讲讲了法线贴图。法线贴图，无论是RGB法线贴图还是DXT5nm，都有一个缺点就是。越接近面的水平视角，则画面越不真实。因为使用法线贴图后，凸起的部分只是看起来凸起而已，网格模型却并没有凸起依然是平的。正常来说凸起的部分会遮挡后面的部分，法线贴图却没有这个效果。于是我们有了法线贴图的改进版 - 视差贴图

视差贴图的好处：

(1)在相对视角会发生变化时，很有立体感

(2)在入视角接近水平时，依然有不错的质量

下面两图对比可以看出，在入视角接近水平时，视差贴图要比法线贴图清晰不少。

注意：在入视角等于或接近垂直时，视差贴图与法线贴图的效果是几乎一样的。

 

 

 

 

第二部分 视差贴图的原理

视差贴图,由Tomomichi Kaneko在2001年发明，但是限于计算机的性能，真正的商业运用是从2007年开始的。视差贴图通过uv偏移实现。uv的偏移值由高度及由点指向摄像机的向量计算得出。所以视差贴图依然不改变真正的模型表面构造。

注意：如果使用的是Unity自带的Parallax 类shader，则高度必须位于A通道中（对应color.w），如果高度图是灰度图的话，则需转换至A通道，下面的使用部分有详细方法。有关高度的知识，参阅17讲的前半部分。

 

左图：凹凸不平的鹅卵石         右图：实际只是一个平面

 

第三部分 视差贴图的使用

(1)准备好贴图，法线贴图，高度图。

(2)如果高度图的高度储存在透明通道,略过此步。如果是灰度图则需：选中图，勾选Alpha from Grayscale,然后Apply即可

(3)创建plane及材质，Shader选Parallax Diffuse或者Parallax Diffuse

(4)把三个图拖到材质对应的栏里

(5)调整Height高度。

如果是初次使用视差贴图的话，把Height调到最高，然后旋转plane查看，这样能快速理解视差贴图的好处。

如果是真正运用的话,Height稍微低些，否则会失真。

 

 

第四部分 视差贴图的计算

打开Build-in shader里的 Normal-Parallax.Shader，即Parallax Diffuse。有如下代码：

1. half h = tex2D (_ParallaxMap, IN.uv_BumpMap).w;
2. float2 offset = ParallaxOffset (h, _Parallax, IN.viewDir);
3. IN.uv_MainTex += offset;
4. IN.uv_BumpMap += offset;

（1）纹理映射 取得 高度值h

  (2) 由高度值h及指向摄像机的向量计算偏移offset

  (3) 对纹理贴图以及法线贴图进行uv偏移offset

 

其中第二步是重点。打开UnityCG.cginc , 看到如下代码。

1. // Calculates UV offset for parallax bump mapping
2. inline float2 ParallaxOffset( half h, half height, half3 viewDir )
3. {
4. h = h * height - height/2.0;
5. float3 v = normalize(viewDir);
6. //单位指向相机向量.z +0.42
7. v.z += 0.42;
8. // 偏移.x = 高度*（单位指向相机向量的x / 单位指向相机向量的z）
9. // 偏移.y = 高度*（单位指向相机向量的y / 单位指向相机向量的z）
10. return h * (v.xy / v.z);
11. }

计算方法出来了。具体算法的理论依据感兴趣的同学可以自己去研究。

 

部分内容出自：

【技术贴】最强贴图——视差贴图技术