Unity Shader实现简单水体效果

效果展示

原理

用贴图和uv动画模拟水效实现”假”水。

设计

找一张水波的贴图，处理它的uv值，让贴图流动起来。这样就用静态纹理和uv动画模拟出了动态水流动的效果。

实现要点

• 贴图流动
  贴图流动的实质就是uv偏移，图片各个部分的偏移程度有区别（可以借助噪声图让uv偏移程度具有随机性的区别）就实现了扭曲效果。让偏移程度与时间相关，就会有种贴图随着时间发生流动的感觉。 更多关于贴图流动的实现和原理看这里：贴图流动。

具体实现

完整的shader代码

Shader "Water/Liudong"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("MainTex", 2D) = "white" {}
        _NoiseTex("NoiseTex", 2D) = "white" {}
        _Intensity("intensity", float) = 0.1
        _XSpeed("Flow Speed", float) = -0.2
    }
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 100

        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            // make fog work
            #pragma multi_compile_fog

            #include "UnityCG.cginc"

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                UNITY_FOG_COORDS(1)
                float4 vertex : SV_POSITION;
            };

            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;
            sampler2D _NoiseTex;
            float _Intensity;
            float _XSpeed;
            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                UNITY_TRANSFER_FOG(o,o.vertex);
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                // sample the texture
                fixed4 noise_col = tex2D(_NoiseTex, i.uv + fixed2(_Time.y*_XSpeed, 0));
                fixed uOffset = noise_col.r;
                fixed vOffset = noise_col.r;
                fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv +_Intensity*fixed2(uOffset, vOffset));
                // apply fog
                UNITY_APPLY_FOG(i.fogCoord, col);
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

效果

总结

我们已经实现了一个最简单的水体效果，但是这样做出来的水特别假，它既没有对周围环境的反射也没有对水下物体的折射，也没有真实水面的起伏波浪，当水中有物体时也不会在水与物体交界处产生浪花等等。这些效果，我们会来后续的文章中继续讨论。

附：配套Unity3d工程下载地址