在上一篇文章中，我們通過自定義着色器實現了一個簡單的在3D遊戲中選取、顯示物體輪廓的實例。在文章最後，給大家留下了一個問題，就是我們的這種方法存在一定的問題，無法運用到複雜的模型上。原因是什麼呢？這要從這種方法的原理上來說，其實這種方法類似於攝像機的視角方向上對物體進行了一個投影。這樣的話，如果模型被其它物體遮擋的話，就會出現渲染不完全的問題，如圖所示，有一位朋友在評論中提出了這個問題。那麼，怎麼解決這個問題呢？對於遮擋的問題，我們一般採取的方法是拉近攝像機，因此，我們這裏依然採取這種方法，即如果被渲染的物體前面有遮擋物體，則將攝像機拉近，這樣就可以解決這個問題了。
那麼解決了上一篇文章中的問題後，我們就來開始學習今天的內容——《Unity3D遊戲開發複雜模型的選取與輪廓高亮顯示》。首先，我們今天的內容是基於邊緣光(RimLight)的方法來實現的，在Unity3D的官方示例中，我們可以找到這個算法，其核心算法是：
[csharp] view plaincopyprint?
half rim = 1.0 - saturate(dot (normalize(IN.viewDir), IN.worldNormal));
o.Emission = _RimColor.rgb * pow (rim, _RimPower);
其中，IN.viewDir是當前視角向量，IN.worldNormal是物體的法線。dot是計算視角和法線的點積，等於視角和法線夾角的cos值，如下圖：
由於Cos的值域是1到0，所以1-cos就成了0到1，在夾角90度時達到最大值，正好用來模擬側光的強度(與視角成90度的部分光線最強，就是邊緣光了)，把這個值的變化率用一個pow函數（rim的_rimPower次方）進行放大，就能強化邊緣發亮的效果。但是當物體表面比較平直時(例如立方體)，由於各個面上的法向量都是一個方向上的，因此無法體現出變化和輪廓。此外，這種方法在描繪凹的幾何體時，凹的部分（包括法線貼圖造成的凹凸）的邊緣也都會被畫出來，並不是真正意義上的邊緣輪廓，就是一種側光效果。如果大家想了解更多的內容，可以參考這裏：http://game.ceeger.com/forum/read.php?tid=3592。好了，下面我們開始具體地來講通過這種方法來實現物體輪廓高光顯示。首先編寫Shader：
[csharp] view plaincopyprint?
Shader "Custom/Outline" {
Properties {
_Color ("Main Color", Color) = (1,1,1,1)
_SpecColor ("Specular Color", Color) = (0.5, 0.5, 0.5, 1)
_Shininess ("Shininess", Range (0.03, 1)) = 1
_MainTex ("Base (RGB) Gloss (A)", 2D) = "black" {}
_BumpMap ("Normalmap", 2D) = "bump" {}
//邊緣光顏色
_RimColor ("Rim Color", Color) = (0,0,0,0.0)
//放大倍數
_RimPower ("Rim Power", Range(0.5,8.0)) = 2.0
}
SubShader {
Tags { "RenderType"="Opaque" }
LOD 400
CGPROGRAM
#pragma surface surf BlinnPhong
#pragma target 3.0
sampler2D _MainTex;
sampler2D _BumpMap;
fixed4 _Color;
half _Shininess;
float4 _RimColor;
float _RimPower;
struct Input {
float2 uv_MainTex;
float2 uv_BumpMap;
float3 viewDir;
};
void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
fixed4 tex = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex);
o.Albedo = tex.rgb * _Color.rgb;
o.Gloss = tex.a;
o.Alpha = tex.a * _Color.a;
o.Specular = _Shininess;
o.Normal = UnpackNormal(tex2D(_BumpMap, IN.uv_BumpMap));
//核心算法
half rim = 1 - saturate(dot (normalize(IN.viewDir), o.Normal));
o.Emission = _RimColor.rgb * pow (rim, _RimPower);
}
ENDCG
}
FallBack "Specular"
}
在這個着色器腳本中，最重要的一個屬性是_RimColor，這個值將決定我們最終渲染的效果。在上一篇文章中，我們是通過一個使用了自定義着色器的材質來實現輪廓顯示的，今天我們換一種方法，怎麼做呢？我們這裏通過Shader來實現，在Material中有一個Shader屬性，一旦改變了該屬性的值，那麼所有材質都將按照新的渲染方式進行渲染。我們在上一篇文章中的腳本的基礎上，擴展得到下面的腳本：
[csharp] view plaincopyprint?
using UnityEngine;
using System.Collections;
public class ShowBoundry : MonoBehaviour {
//使用顯示輪廓的簡單材質
public Material mSimpleMat;
//默認材質
public Material mDefaultMat;
//我們今天使用Shader來直接改變模型的渲染效果，這樣可以避免使用一個材質
public Shader RimLightShader;
public Color RimColor = new Color(0.2F,0.8F,10.6F,1);
//定義私有變量以存儲模型的原始信息
private SkinnedMeshRenderer mSkin;
private Color mColor;
private Shader mShader;
void Start ()
{
//獲取模型的SkinnedMeshRenderer
mSkin=GameObject.Find("Person").
GetComponentInChildren<SkinnedMeshRenderer>();
//獲取默認顏色
mColor=mSkin.material.color;
//獲取默認Shader
mShader=mSkin.material.shader;
}
void Update ()
{
//獲取鼠標位置
Vector3 mPos=Input.mousePosition;
//向物體發射射線
Ray mRay=Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);
RaycastHit mHit;
//射線檢驗
if(Physics.Raycast(mRay,out mHit))
{
//Cube
if(mHit.collider.gameObject.tag=="Cube")
{
//將當前選中的對象材質換成帶輪廓線的材質
mHit.collider.gameObject.renderer.material=mSimpleMat;
//將未選中的對象材質換成默認材質
GameObject.Find("Sphere").renderer.material=mDefaultMat;
//將模型恢復到初始狀態
mSkin.material.shader=mShader;
mSkin.material.SetColor("_RimColor",mColor);
//設置提示信息
GameObject.Find("GUIText").guiText.text="當前選擇的對象是:Cube";
}
//Sphere
if(mHit.collider.gameObject.tag=="Sphere")
{
//將當前選中的對象材質換成帶輪廓線的材質
mHit.collider.gameObject.renderer.material=mSimpleMat;
//將未選中的對象材質換成默認材質
GameObject.Find("Cube").renderer.material=mDefaultMat;
//將模型恢復到初始狀態
mSkin.material.shader=mShader;
mSkin.material.SetColor("_RimColor",mColor);
//設置提示信息
GameObject.Find("GUIText").guiText.text="當前選擇的對象是:Sphere";
}
//Person
if(mHit.collider.gameObject.tag=="Person")
{
//更換Shader
mSkin.material.shader=RimLightShader;
mSkin.material.SetColor("_RimColor",RimColor);
//將未選中的對象材質換成默認材質
GameObject.Find("Cube").renderer.material=mDefaultMat;
GameObject.Find("Sphere").renderer.material=mDefaultMat;
//設置提示信息
GameObject.Find("GUIText").guiText.text="當前選擇的對象是:Person";
}
}
}
}
在今天的腳本中，我們增加了一個RimLightShader和RimColor，它們的作用是指定着色器和邊緣光的顏色，我們可以通過外部來引用我們剛纔定義好的自定義Shader，同時，爲了保存模型的原始狀態，我們定義了兩個私有變量mShader和mColor，以便我們可以在適當的時候將模型的狀態還原到原始狀態。好了，我們來運行下今天的程序，效果如下：
可以注意到，當角色被選中時，角色以高亮顯示的形式被渲染出來，這裏使用的是金***的邊緣光，所以得到了這樣的結果。感覺效果還不錯啊。在做今天的內容的時候，經常出現着色器無效的情況，後來發現是着色器定義的名稱和文件名稱不符的緣故，所以大家在編寫着色器的時候一定要注意啊。