前言

在游戏中，水流效果是十分常见的，实现的原理除开真实流体计算以外，还有一种简易的方式实现简单的水流效果，即通过移动贴图的UV坐标，在静态的物体贴图上模拟出水流效果。

上图为《神秘海域3》的水流效果，其开发花絮讲述了该作的水流基于离线渲染、动态渲染，是复杂的物理效果，移动uv贴图的效果自然无法媲美，不过在一般情况下很多游戏的中那些非细节性的水流、岩浆等，使用移动uv贴图也是足够了。再此使用shader来进行uv坐标的偏移。

准备知识

再此小讲一下UV坐标，UV坐标是指二维图像作为一个平面，水平方向是U，而垂直方向是V，根据UV坐标即可确定图中任意一个像素点，U、V坐标的范围均为（0,1）。在directx中，UV坐标方向如下图：

而OpenGL中方向一般如下图：

在不同的API下，需要考虑不同的uv方向。

准备工作

下载Unity shaders and effects cookbook的素材资源：点击下载

解压Unity assets中的5084_02_UnityAssets.rar，将其中的 River_GRP.fbx 与 Chapter02_WaterfallGraph_Diffuse.png 拷贝到你的工程中

Shader编写

接下来，来尝试下这个uv坐标偏移shader
首先，建立一个新的surface shader

打开后在Properties变量栏中删除原有属性，添加如下几个属性

这两个属性分别为uv坐标的X Y左边的偏移速度，放在该效果中能控制水流速度。接着在SubShader段中声明与Properties同名的变量Properties：

同时修改一下光照模型，再此我使用的是默认Lambert模型

接下就是surf函数了

因为已经不是默认的surf函数，所以记得将inout类型写为SurfaceOutput，scrolledUV是获取贴图的UV偏移量，这个源自于所设置的采样器结构体

_Time变量是基于Unity游戏时钟的递增性浮点数，将其与偏移速度相乘，即可获得随着时间改变的uv偏移量。通过时间计算出偏移量后，将偏移量添加到原有的uv值上，传入tex2D中作为新的纹理数据。

接下来创建一个新材质，将该shader赋予该材质

此时还缺少个贴图，将准备好的水流贴图放入其中，即完成了整个材质的创建。

将准备好的模型拖入场景中，在将本材质拖入到模型中的River_GEO中

启动编辑器后即可看到水流的效果

有些时候，可能出现水流只播放一次然后彻底变为底色的情况，如果shader没有错误，只需将贴图的wrap mode该为Repeat即可。

完整代码：

Shader "Custom/RiverShader" {
    Properties {
        _MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" {}  
        _ScrollXSpeed ("X Scrll Speed", Range(0, 10)) = 2
        _ScrollYSpeed ("Y Scrll Speed", Range(0, 10)) = 2
    }
    SubShader {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 200

        CGPROGRAM
        // Physically based Standard lighting model, and enable shadows on all light types
        #pragma surface surf Lambert

        // Use shader model 3.0 target, to get nicer looking lighting
        #pragma target 3.0

        fixed _ScrollXSpeed;
        fixed _ScrollYSpeed;
        sampler2D _MainTex;

        struct Input {
            float2 uv_MainTex;
        };



        void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
            fixed2 scrolledUV = IN.uv_MainTex;

            fixed xScrollValue = _ScrollXSpeed * _Time;
            fixed yScrollValue = _ScrollYSpeed * _Time;

            scrolledUV += fixed2(xScrollValue, yScrollValue);

            half4 c = tex2D(_MainTex, scrolledUV);
            o.Albedo = c.rgb;
            o.Alpha = c.a;
        }
        ENDCG
    }
    FallBack "Diffuse"
}

由于一款游戏中可能有很多需要移动uv贴图的情况，所以有时候使用脚本代码来控制，但使用shader控制也是可行的。有关代码来移动贴图，可以参考程序媛冯乐乐的博客文章：
【Unity Shaders】Using Textures for Effects——通过修改UV坐标来滚动textures

uv移动其实还有许多用处，不仅仅是做水流，例如岩浆、火焰等都可以使用类似的原理进行模拟，这个是最初级的一种效果，shader学习之路还很漫长，愿诸君共同加油！

参考书目

1.Unity shaders and effects cookbook