unity 画球面_Unity论坛问答-Spherize(球面化)效果

原贴地址: https://forum.unity.com/threads/spherize-alternative.907757/

题主问道:

我想做一个Gimp中的Spherize(球面化)滤镜效果, 然后使用了ShaderGraph中的Spherize节点, 但是效果不对.

bgolus回答:

你想要的效果叫做stereographic projection(球极投影, 立体投影), 在PhotoShop/Gimp中被叫做Spherize.

ShaderLab

Shader "Unlit/StereographicProjectionBubble"{

Properties

{

_MainTex ("Texture", 2D) = "white"{}

_PanSpeed ("Pan Speed", Float) = 0.1_Spherify ("Spherify", Range(0,1)) = 1}

SubShader

{

Tags {"Queue"="Transparent" "RenderType"="Transparent" "PreviewType"="Plane"}

LOD100Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha

Pass

{

CGPROGRAM

#pragma vertex vert

#pragma fragment frag

#include"UnityCG.cginc"struct v2f

{

float4 pos : SV_POSITION;

float2 uv : TEXCOORD0;

};

sampler2D _MainTex;

float4 _MainTex_ST;float_PanSpeed;float_Spherify;

v2f vert (appdata_base v)

{

v2f o;

o.pos=UnityObjectToClipPos(v.vertex);

o.uv=v.texcoord.xy;returno;

}

fixed4 frag (v2f i) : SV_Target

{

float2 centered_uv= i.uv * 2.0 - 1.0;float z = sqrt(1.0 -saturate(dot(centered_uv.xy, centered_uv.xy)));

float2 spherified_uv= centered_uv / (z + 1.0);

float2 uv= spherified_uv * 0.5 + 0.5;

uv=lerp(i.uv, uv, _Spherify);

uv=TRANSFORM_TEX(uv, _MainTex);

uv.x+= frac(_Time.y *_PanSpeed);

fixed4 col=tex2D(_MainTex, uv);

half sqrDist=dot(centered_uv.xy, centered_uv.xy);

half mask= 1.0 -sqrDist;

mask= saturate(mask /fwidth(mask));

col.a*=mask;returncol;

}

ENDCG

}

}

}

ShaderGraph

一些说明:

1. ShaderGraph中的Spherize在文档中介绍如下:

Applies a spherical warping effect similar to a fisheye camera lens

也就是鱼眼效果

算法大约如下:

a. 计算点P到圆心的距离d

b. P' = P * d^4

当P点在圆周上时, P'与P重合

P点在圆内时, d<1, P' < P, 并且越接近圆心, P'相比于P越小

P点在圆外时则相反, d >1, P'>P, 越远离圆心, P'相比于P越大

2. 关于球极投影

一个半径为1的球体, 从北极点N出发, 过下半球的点P做一条射线, 较赤道平面于P', 参考下图

其中P点的坐标为(x, y, z), P'的坐标为(X, Y, 0), 它们之间的关系为:

ShaderLab的代码首先将UV转换到(-1, 1), 然后投射到下半球, 计算出z, 注意这里计算得到的z是正数, 而下半球的z应该是负数, 所以1-z变成了1+z.

再计算出P'坐标, 最后在映射回(0, 1), 从图易知, 越靠近圆心部分, 图形放大的越厉害, 反之缩小的越厉害.

当UV的值超出圆的范围, 此时z = 0, P' = (x, y), 也就是保持不变.