Unity中Shader面片一直面向摄像机

文章目录

  • 前言
  • 一、实现思路
    • 1、 我们要实现模型面片一直跟着摄像机旋转,那么就需要用到旋转矩阵
    • 2、确定 原坐标系 和 目标坐标系
    • 3、确定旋转后坐标系基向量
  • 二、确定旋转后 坐标系基向量 在 原坐标系 下的值
    • 1、Z轴基向量
    • 2、假设Y轴基向量 和 世界空间下 的Y轴方向一致竖直向上
    • 3、X轴基向量
    • 4、Y轴基向量
  • 三、顶点应用旋转
    • 法一:向量乘法
    • 法二:矩阵乘法
    • 最后转化到齐次裁剪空间
  • 四、最终效果
    • 最终测试代码


前言

在之前的文章中,我们实现了Shader的序列帧动画。

  • Unity中Shader序列帧动画(总结篇)

但是,我们会发现,我们的面片不会一直面向摄像机,当摄像机移动时,人物或特效就会出现穿帮的效果。所以,我们接下来就来实现让我们的面片面向摄像机。

类似的功能,还可能用于:特效、公告牌、八方旅人风格效果、饥荒风格效果。


一、实现思路

1、 我们要实现模型面片一直跟着摄像机旋转,那么就需要用到旋转矩阵

  • Unity中Shader旋转矩阵(二维旋转矩阵)
  • Unity中Shader旋转矩阵(四维旋转矩阵)
  • Unity中Shader矩阵变换的几何体现

2、确定 原坐标系 和 目标坐标系

  • 原坐标系 就是模型的本地坐标
    在这里插入图片描述
  • 目标坐标系
    因为我们的面片需要一直朝向摄像机。
    所以,可以确定旋转后的坐标系Z轴方向 需要 和 原模型本地空间坐标系原点 指向 摄像机 方向一致。
    在这里插入图片描述

3、确定旋转后坐标系基向量


二、确定旋转后 坐标系基向量 在 原坐标系 下的值

1、Z轴基向量

  • 求 摄像机坐标 在模型本地空间下的坐标值,在 归一化后 就是 Z轴基向量

float3 viewDir = mul(GetWorldToObjectMatrix(),float4(_WorldSpaceCameraPos,1)).xyz;

2、假设Y轴基向量 和 世界空间下 的Y轴方向一致竖直向上

在这里插入图片描述

float3 upDir = float3(0,1,0);

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