摘要

    这节内容是介绍如何在通用渲染管线（URP）中用ShaderGraph制作风与植被交互的效果。 有关 Boat Attack Repository，请查阅官方视频。

教程

    这节我们将学习如何使用Shader Graph模拟能作用于场景植被的风，在Boat Attack通用渲染管线游戏Demo中，我们用Shader  Graph为树木和树丛制作了一个着色器，让网格随时间前后移动，呈现一种被风吹动的效果，那来看看使用Shader Graph制作此类着色器的基本方法。让树木看起来就像在风中摆动一样。

    选择Shader >  PBR Graph新建着色器，称之为Vegetation。

    再创建个材质，指定到树木上。

    先创建Albedo和Normal纹理，Smoothness纹理和 Normal纹理是打包在一起的。

    因此需要用Remap节点将Normal纹理标准的0到1范围，转化为-1到0取值范围。

    Smoothness储存在Alpha通道中，那么将输出连接到主节点的Smoothness通道上，接着将Albedo连接到主节点，而Alpha值也储存在该纹理的Alpha通道中，也需要将Alpha通道连接起来。

    一棵树完成了，不过它看起来是静态的，接下来看看如何使用主节点的 Vertex数据和Vertex位置属性来操纵网格的顶点。

    我们将构建一系列的节点，来储存、修改对象的位置，新建Position节点，将Space设为Object，再创建个Split节点。

    为了从顶部开始修改网格，我们要用到绿色通道，将绿色通道连接到一个新的Multiply节点，接着在黑板上，新建个Vector1属性作为Bend Strength（变化强度），属性效果不能太明显，那在接入Multiply节点前，先将数值除以100，这样在检视器中调整数值会更方便。

    我们不能直接偏移顶点的位置，而要用一个函数来实现弯曲，让顶点能相对于网格中心来偏移，且距离越远、变化越大。因此我们需要重新映射这些数值。新建Add节点，让数值加上1，然后使其乘上自身两次，再将两个Multiply节点连接到一个Substract节点，该函数会将网格的位移限定在一个球体内，适合于制作弯曲动作。

    要想进一步了解这种函数及其它类似的几何形弯曲、偏移函数，请访问官方文档。

    接着，在黑板上新建一个Vector2属性，称为Direction，用于设定弯曲的方向。新建Multiply节点，接入Vector2和Subtract的值。    

    然后拆分节点的输出，将其链接到一个新的Vector3节点上，因为对象不会在y轴上移动，需要将Split节点的绿色通道连接到Combine节点的蓝色通道。这样一来只有x和z轴方向会受到影响。

    我们还需为Bend值添加WorldPostion，新建Position节点，将Space设为World，将其与弯曲值一起连接到一个新的Add节点上，用另一个Transform节点将输出转回Object空间。

    再将输出连接到主节点的Vertex Position上。

    这下我们就能在Unity中用Bend和Direction设定，来让树木弯曲、变形，注意树木高处的弯曲、变形要比低处的幅度要大，这归功于先前的弯曲函数。我们可以在此修改材质的变形属性，如果想手动控制移动的效果。不过，也能使用着色器中的偏移属性来动态地让树移动、变形。

    在Shader中，新建一个Time节点，将Cosine.Time乘上Bend的相关属性。现在，树木和树丛会前后移动、变形了。挺不错的。但是我还想进一步控制效果，并且只让树叶变形，不让整棵树变形，幸好网格带有已上色顶点，可用作过滤条件。

    如果观察顶点颜色，能看到树干大部分为蓝色。如果我们仅在绿色和红色通道上应用变形，树干应该就不会动了。

    在Shader中，拆分顶点颜色，仅混合红色和绿色通道。

    再新建个Lerp节点，利用该节点，根据顶点颜色来混合对象位置和输出结果。

    这时再看回树木，只有叶子在移动。这里看起来很不错了，但动作过于统一。如果能让单个叶子独立地移动、变形就更好了。我们能通过在最终顶点位置上传入噪声纹理来实现效果。

   在Shader中，新建个Lerp节点，将先前的Lerp连接到这。

    接着，在时间输入点上，用Gradient Noise节点创建一个噪声纹理。

    这下再看到树木，Bend函数现在能让每片叶子向不同方向变形、移动，通过给噪声纹理添加动画，我们就能模拟风吹过叶子的效果。

    在Graph中新建Tiling And Offset节点，将其连接到Gradient Noise节点的uv上，接着用Time节点乘上Offset节点。在黑板上，新建一个Vector1属性称为Speed，把它连接到Multiply节点，来控制噪声的移动速度。

    再新建一个Vector1，连接到噪声的Scale属性上，用以确定效果密度。

    现在再看树木，叶子的移动更加独立了。根据风的效果不同，你也能移除Bend属性中的Cosine.Time值来形成持续性的运动，我们能调整尺寸、噪声、弯曲和方向参数来制作出想要的场景效果，可以看到，顶点变形、顶点绘制和噪声纹理能很好地用于创建材质的动画，无须再依赖其它外部组件，若想更多地了解高级着色器和其它用Shader Graph搭建场景的着色器，请下载官方Boat Attack Demo项目。