Unity 大規模魚群的渲染

看了gdc關於abzu的演講，感覺很受啟發，決定在unity中實現其中講到的魚群的渲染。

首先是乙個基礎的shader，這裡我寫了乙個支援主貼圖和法線貼圖的只有漫反射的shader 大概就是這樣：

shader "fishtest/fishshader"

[noscaleoffset]_normalmap("normalmap",2d)="bump"{} } 
subshader
pass
; 
sampler2d _maintex;
float4 _maintex_st;
sampler2d _normalmap;
v2f o;
o.pos=unityobjecttoclippos(v.vertex);
o.uv=transform_tex(v.texcoord,_maintex);
tangent_space_rotation;
o.lightdir=mul(rotation,objspacelightdir(v.vertex));
return o;
}fixed4 frag(v2f i):sv_target
endcg
} }}

float4 vertexani(float3 vertex)

v.vertex=vertexani(v.vertex);

因為我們的計算堵在模型的頂點空間中，所以注意一下魚的頂點空間座標，如果你的模型的頂點空間不一致，要做相應的更改，這裡我們的x軸為魚身長度。

這一步很簡單，就是z軸的左右偏移。我們sin和時間變數實現，

首先設定相關的屬性，

properties

float4 vertexani(float3 vertex)

這個部分也簡單，主要就是需要生成旋轉矩陣,我們先寫乙個生成旋轉矩陣的方法，把它放在cginclude塊裡

cginclude

float3x3 angleaxis3x3(float angle, float3 axis) 
endcg

properties

float4 vertexani(float3 vertex)

魚類作為柔韌性槓槓的生物，我們的魚當然不可以這麼僵硬。下面兩步就是讓魚變得更加柔軟

著色器屬性，這裡的相位就是正弦函式中的那個相位，因為我想不到好的詞描述這個值，值越大，它的波動越頻繁

properties

float4 vertexani(float3 vertex)

不知道怎麼解釋這種移動，直接看後面的圖吧

綜合前四部分的動畫你會得到這樣乙個效果

說不出的詭異感，我們的魚頭應該要比魚身硬，所以我們要用蒙版撤銷掉魚頭的旋轉動畫，我們依距x值來獲取蒙版值，為了方便設定，我們新增乙個選項來顯示蒙版值。所以新增下列的著色器屬性

properties

float getmask(float vertexx)

float4 vertexani(float3 vertex)

因為我們只在編輯室才需要這個顯示蒙版的著色器變體，所以將關鍵字設為著色器特性。

#pragma shader_feature _debug_check_mask

struct v2f;

...#ifdef _debug_check_mask

o.maskcol=getmask(v.vertex.x);

#endif

...}fixed4 frag(v2f i):sv_target

這樣我們就可以檢視蒙版了 

綜上，最終的動畫如下

因為我們的魚群使用同乙個網格，所以我們可以使用例項化技術，大量的魚的例項共用同乙個網格，這裡我們不考慮陰影和多光源的例項化，所以實現方式很簡單。

#pragma multi_compile_instancing

接下來就是讓shader支援例項化

先是輸出結構,新增乙個巨集

struct v2f;

v2f o;

unity_setup_instance_id(v);

...}

好了，接著我生成了2000條魚，並開啟例項化。

ps：雖然的確的確減了draw call，但是我開啟和關閉例項化都是70多幀，不知道為什麼- -|||

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