1 前言

? ? ? ? 水波特效?中通過屏幕后處理實(shí)現(xiàn)了環(huán)形水波效果，本文通過 Shader Graph 實(shí)現(xiàn)了模擬水面特效，包含以下特效細(xì)節(jié)。

• 深水區(qū)和淺水區(qū)顏色差異；
• 水面有波紋，并且在移動(dòng)；
• 水面起伏波動(dòng)；
• 水面邊緣有水泡；
• 水中物體因折射而扭動(dòng)。

? ? ? ? 本文完整資源詳見→Unity3D水面特效。

2 水面特效實(shí)現(xiàn)

????????由于本文需要使用 Scene Color 節(jié)點(diǎn)的顏色緩沖區(qū)信息模擬水面折射現(xiàn)象，而 Scene Color 節(jié)點(diǎn)只能在 URP 或 HDRP 管線下才能正常工作（詳見→Shader Graph節(jié)點(diǎn)），因此本文選擇在 URP 管線下實(shí)現(xiàn)模擬水面特效。

2.1?場(chǎng)景搭建及環(huán)境配置

????????1）場(chǎng)景搭建

????????在 URP 項(xiàng)目中搭建場(chǎng)景如下。

????????說明：水面模型是一個(gè)長(zhǎng)方形，并且網(wǎng)格不能太稀疏，否則對(duì)頂點(diǎn)的上下波動(dòng)將不太自然。

? ? ? ? 2）配置?Universal Render Pipeline Asset

? ? ? ? 由于實(shí)驗(yàn)中使用了 Scene Depth 和 Scene Color 節(jié)點(diǎn)獲取深度緩沖區(qū)和顏色緩沖區(qū)信息，需要在?Universal Render Pipeline Asset 中勾選 Depth Texture 和 Opaque Texture，如下。

? ? ? ? 3）主圖配置

????????由于水面是透明的，需要在主圖的 Graph Settings 中將 Surface Type 屬性設(shè)置 Transparent，并且取消勾選 Cast Shadows（投射陰影）和 Receive Shadows（接受陰影）如下。

2.2? 水面 Shader Graph

????????1）主圖

????????Water.shadergraph

????????WaterDepth、FinalWaterColor、WaterNormal、WaterPosition 都是自定義節(jié)點(diǎn)，釋義如下，Smoothness 用于調(diào)整水面光滑度。

• WaterDepth 節(jié)點(diǎn)：水面到水底的深度計(jì)算；
• FinalWaterColor 節(jié)點(diǎn)：水面最終的顏色（混合深淺水顏色、泡沫顏色、背景折射顏色）；
• WaterNormal 節(jié)點(diǎn)：水面法線；
• WaterPosition 節(jié)點(diǎn)：水面坐標(biāo)。

????????2）WaterDepth 子圖

????????WaterDepth.shadersubgraph

????????說明：WaterDepth 子圖用于計(jì)算水面深度；Scene Depth 節(jié)點(diǎn)用于獲取不透明物體的深度值（水底深度），Screen Position 節(jié)點(diǎn)輸出的 w 分量是水面的深度，兩者相減就是水面到水底的深度值。SubtractDepth、DepthStrength 釋義如下。

• SubtractDepth：深度減去的參數(shù)，其值越大淺水區(qū)越大；
• DepthStrength：深度加強(qiáng)的參數(shù)，其值越大淺水區(qū)越小。

? ? ? ? 如果將 Water Depth 子圖的輸出直接連到主圖片元著色器的 Base Color 上，顯示效果如下。從圖中可以看到，Water Depth 節(jié)點(diǎn)能夠較好得識(shí)別物體的邊緣。

????????3）FinalWaterColor 子圖

????????FinalWaterColor.shadersubgraph

? ? ? ? 說明：FinalWarterColor 子圖用于計(jì)算水面最終的顏色（混合深淺水顏色、泡沫顏色、背景折射顏色），WaterColor 節(jié)點(diǎn)用于計(jì)算水面顏色（混合深淺水顏色、泡沫顏色），WaterRefraction 節(jié)點(diǎn)用于計(jì)算背景折射顏色。

? ? ? ? 4）WaterColor 子圖

????????WaterColor.shadersubgraph

? ? ? ? 說明：WaterColor 子圖用于計(jì)算水面顏色（混合深淺水顏色、泡沫顏色），BubbleColor 節(jié)點(diǎn)用于計(jì)算泡沫顏色，ShallowColor、DeepColor、WaterDepth 的釋義如下。

• ShallowColor：淺水區(qū)的顏色；
• DeepColor：深水區(qū)的顏色；
• WaterDepth：水面到水底的深度，用于混合深水區(qū)和淺水區(qū)的顏色。

? ? ? ? 5）BubbleColor 子圖

????????BubbleColor.shadersubgraph

????????說明：BubbleColor 子圖用于計(jì)算泡沫顏色，BubbleSpeed、BubbleDensity、BubbleFilter1、BubbleFilter2、BubbleBrightness、WaterDepth 的釋義如下。

• BubbleSpeed：水泡移動(dòng)的速度；
• BubbleDensity：水泡的密度，其值越大水泡越小且越密集；
• BubbleFilter1：水泡過濾參數(shù)，其值越大，水泡越稀疏；
• BubbleFilter2：水泡過濾參數(shù)，其值越大，水泡越稀疏；
• BubbleBrightness：水泡亮度；
• WaterDepth：水面到水底的深度，用于過濾氣泡，只有淺水區(qū)才有氣泡。

? ? ? ? 6）WaterNormal 子圖

????????WaterNormal.shadersubgraph

????????說明：WaterNormal 子圖用于計(jì)算水面法線，NormalStrength、WaterDepth 的釋義如下。

• NormalStrength：法線最大強(qiáng)度；
• WaterDepth：水面到水底的深度，用于調(diào)整法線強(qiáng)度，深水區(qū)波紋較深，淺水區(qū)波紋較淺。

? ? ? ? 7）WaterPosition 子圖

????????WaterPosition.shadersubgraph

????????說明：WaterPosition 子圖用于模擬水面起伏效果，通過調(diào)整頂點(diǎn)坐標(biāo)的 y 分量實(shí)現(xiàn)，WaveHeight 用于調(diào)整水面起伏的最大高度。由于 WaterPosition 子圖的輸出連在頂點(diǎn)著色器上，而 WaterDepth 是在片元著色器中計(jì)算的，因此不能使用 WaterDepth 對(duì) WaveHeight 進(jìn)行混合（即深水區(qū)水面起伏大，淺水區(qū)水面起伏小）。

? ? ? ? 8）WaterRefraction 子圖

????????WaterRefraction.shadersubgraph

? ? ? ? 說明：WaterRefraction 子圖用于計(jì)算背景折射顏色，RefractionStrength 用于調(diào)整折射偏移強(qiáng)度，Screen Position 節(jié)點(diǎn)用于獲取屏幕頂點(diǎn)的 uv 坐標(biāo)，Scene Color 節(jié)點(diǎn)用于獲取顏色緩沖區(qū)紋理（僅在 URP 或 HDRP 管線下才能正常工作），詳見→Shader Graph節(jié)點(diǎn)。

2.3 運(yùn)行效果