天空盒和简单水体渲染

这篇文章让我们来讲讲天空盒和水吧。

仔细想想，这些文章大概也不会有除我以外的人看了，

就写得更自由些好了。

唔姆，一这么讲突然后不知道要写什么了，

先来总结一下，这章节的主要部分吧——天空盒，平面反射和水面。

那么正篇开始咯。

天空盒部分

这里我们使用了一个从UE里扒拉来的球型的天空盒，为何么要用球型呢？大概可能是六面体的在这种环境下棱角比较明显吧。太长时间再写这些真不好，都快不记得了。

我讨厌这种模模糊糊的感觉，但估计也没心气再去看一遍了，姑且先这样。

为了这个球型，我们需要编写shader去适配。

当然在shader之前还有很重要的设置，关于天空球的uv,在ue和unity还是要做下转换的。

不是很规律呢，以后只能要用再跑回来看两眼了。

关于他的shader其实也很简单，涉及到了一个平台之间的差异化，但总而言之都是用来将o.pos.z.变小，小到足以被camera拍摄到的程度。

还是蛮重要的，不然天空就灰蒙蒙的啦，我总感觉这里当时宕机了蛮久的，不知道是天空盒还是平面反射的问题，好像重启就好，真是玄学。

以后的我看到这里，切记切记，如何感觉真没什么地方改错，那就是电脑的锅，坐板凳上几小时不值得，重启电脑性价比高得多。

平面反射部分

这是我们最没参与感到的一集了，kerry佬的脚本挂在水面上就结束了，如果不细究代码实现的话，这一步最难的部分，就是在后面shader中把反射贴图的名字取对。

对大学生太难了，不如看看代码怎么实现的。核心代码应该如下：

Camera CreateReflectionCamera(Camera cam)
    {
        //生成Camera
        String reflName = gameObject.name + "Reflection" + cam.name;
        GameObject go = new GameObject(reflName);
        //go.hideFlags = HideFlags.HideAndDontSave;
        go.hideFlags = HideFlags.HideAndDontSave;
        Camera reflectCamera = go.AddComponent<Camera>();
        //设置反射相机的参数
        HoldCameraSettings(reflectCamera);
        //创建RT并绑定Camera
        if (!reflectCamera.targetTexture)
        {
            reflectCamera.targetTexture = CreateTexture(cam);
        }

        return reflectCamera;
    }
    //设置反射相机的参数
    void HoldCameraSettings(Camera heplerCam)
    {
        heplerCam.backgroundColor = Color.black;
        heplerCam.clearFlags = _reflectSkybox ? CameraClearFlags.Skybox : CameraClearFlags.SolidColor;
        heplerCam.renderingPath = RenderingPath.Forward;
        heplerCam.cullingMask = _reflectionMask;
        heplerCam.allowMSAA = false;
        heplerCam.enabled = false;
    }
    //创建RT 
    RenderTexture CreateTexture(Camera sourceCam)
    {
        int width = Mathf.RoundToInt(Screen.width / _downsample);
        int height = Mathf.RoundToInt(Screen.height / _downsample);
        RenderTextureFormat formatRT = sourceCam.allowHDR ? RenderTextureFormat.DefaultHDR : RenderTextureFormat.Default;
        RenderTexture rt = new RenderTexture(width, height, 24, formatRT);
        rt.hideFlags = HideFlags.DontSave;
        return rt;
    }
……
void RenderReflection(Camera currentCam, Camera reflectCamera)
    {
        if (reflectCamera == null)
        {
            Debug.LogError("反射Camera无效");
            return;
        }
        if (_sharedMaterial && !_sharedMaterial.HasProperty(_reflectionTex))
        {
            Debug.LogError("Shader中缺少_ReflectionTex属性");
            return;
        }
        //保持反射相机的参数
        HoldCameraSettings(reflectCamera);

        if (_reflectSkybox)
        {
            if (currentCam.gameObject.GetComponent(typeof(Skybox)))
            {
                Skybox sb = (Skybox)reflectCamera.gameObject.GetComponent(typeof(Skybox));
                if (!sb)
                {
                    sb = (Skybox)reflectCamera.gameObject.AddComponent(typeof(Skybox));
                }
                sb.material = ((Skybox)currentCam.GetComponent(typeof(Skybox))).material;
            }
        }

        bool isInvertCulling = GL.invertCulling;
        GL.invertCulling = true;

        Transform reflectiveSurface = this.transform; //waterHeight;

        Vector3 eulerA = currentCam.transform.eulerAngles;

        reflectCamera.transform.eulerAngles = new Vector3(-eulerA.x, eulerA.y, eulerA.z);
        reflectCamera.transform.position = currentCam.transform.position;

        Vector3 pos = reflectiveSurface.transform.position;
        pos.y = reflectiveSurface.position.y;
        Vector3 normal = reflectiveSurface.transform.up;
        float d = -Vector3.Dot(normal, pos) - _clipPlaneOffset;
        Vector4 reflectionPlane = new Vector4(normal.x, normal.y, normal.z, d);

        Matrix4x4 reflection = Matrix4x4.zero;
        reflection = CalculateReflectionMatrix(reflection, reflectionPlane);
        _oldpos = currentCam.transform.position;
        Vector3 newpos = reflection.MultiplyPoint(_oldpos);

        reflectCamera.worldToCameraMatrix = currentCam.worldToCameraMatrix * reflection;

        Vector4 clipPlane = CameraSpacePlane(reflectCamera, pos, normal, 1.0f);

        Matrix4x4 projection = currentCam.projectionMatrix;
        projection = CalculateObliqueMatrix(projection, clipPlane);
        reflectCamera.projectionMatrix = projection;

        reflectCamera.transform.position = newpos;
        Vector3 euler = currentCam.transform.eulerAngles;
        reflectCamera.transform.eulerAngles = new Vector3(-euler.x, euler.y, euler.z);

        reflectCamera.Render();

        GL.invertCulling = isInvertCulling;
    }

前面几个函数就生成下摄像机这个物体和Render Target的贴图，但真正的计算包括相机位置旋转等等的计算一个都最后一个里。挺复杂的，我让大哥给我写了端解释，聊胜于无。

相机设置保持（Hold Camera Settings）：保存当前反射相机的参数。
Skybox设置：如果需要反射Skybox，并且主相机有Skybox组件，将反射相机的Skybox设置为与主相机相同。
剔除状态（Culling State）：在渲染之前，将OpenGL的剔除状态设置为反转，这通常是为了正确渲染反射表面。
获取反射表面信息：通过获取表面的位置、法线等信息，计算用于反射的平面方程。
计算反射矩阵（Calculate Reflection Matrix）：使用平面信息计算一个反射矩阵，该矩阵用于将相机位置和视图矩阵转换到反射的视角。
计算剔除平面（Camera Space Plane）：计算一个用于剪切的平面，确保只有在平面上方的对象被渲染。
设置投影矩阵（Projection Matrix）：通过将计算得到的剔除平面应用到当前相机的投影矩阵，实现视锥的剪裁。
设置反射相机位置和角度：将反射相机的位置和角度调整为与主相机相同，但相对于反射表面进行反转。
渲染反射：使用调整后的反射相机进行渲染，从而获得反射效果。
还原剔除状态：在渲染完成后，还原OpenGL的剔除状态。

这段代码的核心思想是通过创建一个虚拟的反射相机，使用其视角渲染反射纹理，以模拟表面的反射效果。

这次说得不太算废话，代码的逻辑大抵都是对的，虽说忽略了里面的计算，没想到我和大哥55开，不知道国产的大哥什么时候懂这些计算。

总之，放工具库里好了，会不会写是一回事，会不会用是一回事，要相信自己，要是有一天有人拿刀抵着我，我tm也就能写出来了。

Water!

终于到水了，之前觉得挺好的，没想到现在再看，竟有点油腻的感觉，感慨万千，没想到我的学习迭代竟如此之快（doge），虽然我感觉可能确实是太久没看了，加上调参不对的问题。

效果不好，至少有一小半的锅在显示屏上（一本正经），一样参数在我的屏幕上竟是如此苍白，没想到大就是好的真理，也是有极限的~

那么回归正题，来到快乐的连连看时间。

唔，不能如此着急，先分析下这里的水的组成部分吧。

掏个战力分析仪出来，等会。

~~一眼盯帧，纯纯的坏水~~，唔严肃的将，这里的水主要有反射折射，水的波动，高光，以及波光粼粼的部分组成。

下面就让我们来康康精彩刺激的连连看吧。

首先是worldnormal部分。这是造成水面有波动感的主要原因。

后面连这个连多了，感觉不用怎么记，也记下来了。

前面部分用世界坐标的xz作为采样的基础uv，记得做个Tilling,根据时间做两次偏移，乘以不同方向大小的速度向量，tilling也可以一大一小，采样完两张后，相加或者使用BlendNormal节点，此处后面的操作，由于给的法线贴图是切线空间的，所以使用xy分量自主生成出z来，再合并通过WorldNormal转到世界空间记作worldnormal.