Unity URP Shader Graph Position节点:空间坐标与视觉效果的桥梁
Position节点是Shader Graph中用于获取三维空间坐标的核心工具,其输出结果受空间坐标系选择直接影响。该节点通过连接不同空间转换模块,可精准获取顶点或片元在特定坐标系下的位置信息,为开发者提供了强大的空间数据访问能力。在URP(Universal Render Pipeline)渲染管线中,其核心功能包括:
- 对象空间Object Space:以物体自身中心为原点,坐标值不随物体移动或旋转改变,适合制作与物体形态强关联的效果(如基于距离的着色)
- 世界空间World Space:以场景原点为基准,坐标值随物体位置变化,常用于制作与场景空间相关的动态效果
- 视图空间View Space:以摄像机为原点,适合制作与摄像机视角相关的特效(如扫描光效果)
注意:URP管线中需通过Graph Settings确认渲染管线类型,传统内置管线不支持Shader Graph功能
基础应用示例:基于距离的着色效果
对象空间下的距离着色
通过连接Position节点到BaseColor输出,可创建以物体中心为基准的渐变效果。这种效果在物体移动或旋转时保持不变,因为坐标系始终以物体中心为原点,适用于制作固定形态的材质变化,如UV动画或程序化纹理。
实现步骤:
- 创建Unlit Graph模板,添加Position节点并设置空间为Object
- 使用Vector3 Length节点计算顶点到中心的距离
- 通过Saturate节点将距离值归一化到[0,1]范围
- 连接至Color节点生成渐变效果
应用场景:
- 制作基于物体几何形状的纹理变化
- 创建物体表面的渐变效果,如从中心到边缘的颜色过渡
- 实现物体表面的动态纹理,如随时间变化的图案
世界空间下的动态效果
将空间切换为World后,Position节点输出值会随物体在场景中的位置变化。这种效果常用于制作环境交互效果,如根据物体与场景中心的距离改变透明度。
实现步骤:
- 创建PBR Graph模板,添加World Position节点
- 使用SceneDepth节点获取相机到物体的距离
- 通过Vector3 Subtract计算物体与场景中心的相对位置
- 连接至Emissive Color实现动态发光效果
应用场景:
- 制作物体在场景中移动时颜色变化的特效
- 创建基于物体位置的动态光照效果
- 实现物体与场景互动的视觉效果,如接近特定区域时改变材质属性
进阶应用:渐隐粒子效果实现
原理与节点配置
通过Position节点实现渐隐效果的核心是利用深度差值控制透明度。这种方法可精确控制粒子消失的过渡区域,通过调整Range参数可改变渐变范围,适用于制作溶解效果或环境粒子消散。
实现步骤:
- 创建Transparent Surface模板,启用深度写入关闭
- 添加View Position节点获取相机坐标系下的Z值
- 使用SceneDepth节点获取物体到相机的距离
- 通过Vector3 Subtract计算深度差值并连接至Alpha通道
- 添加OneMinus节点实现反向渐变效果
应用场景:
- 制作粒子系统在特定距离开始消失的效果
- 创建物体逐渐透明的溶解效果
- 实现环境粒子与场景深度相关的消散效果
性能优化技巧
- 对透明物体使用Alpha Clipping替代混合,可显著减少像素处理量
- 在Graph Settings中设置合适的渲染队列(如Transparent)
- 使用Dithering技术伪造低透明度区域的视觉效果,提升视觉质量
- 对粒子系统启用深度预计算,避免实时计算场景深度,提升性能
常见问题与解决方案
坐标空间选择错误
- 现象:物体移动时颜色不变(预期应变化)
- 原因:误用Object空间代替World空间
- 解决:检查Position节点的空间设置,确保与预期效果匹配
透明效果异常
- 现象:透明物体出现闪烁或重叠错误
- 原因:深度写入未正确关闭或渲染队列设置不当
- 解决:在Graph Settings中启用深度写入关闭,并设置正确的渲染队列
性能瓶颈
- 现象:复杂Shader导致帧率下降
- 原因:过度使用实时计算节点(如SceneDepth)
- 解决:预计算深度值或使用简化算法,对粒子系统启用批处理,提升性能
最佳实践与扩展应用
空间转换技巧
- 使用World Position减Object Position获取物体局部坐标向量,实现更精细的空间控制
- 结合RotateAboutAxis节点实现动态坐标变换,创造独特的视觉效果
- 通过Screen Position节点制作屏幕空间特效,增强视觉冲击力
扩展应用场景
- 环境交互:根据物体与场景物体的距离改变材质属性,实现更自然的互动效果
- 动态UV:结合时间节点创建随时间变化的UV动画,增添动态元素
- 特殊效果:制作扫描光、X光透视等视觉效果,提升游戏或应用的沉浸感
提示:URP管线中建议使用HDR颜色模式处理高动态范围效果,可通过Color节点的HDR选项启用,确保视觉效果更加真实
【Unity Shader Graph 使用与特效实现】专栏-直达 (欢迎点赞留言探讨,更多人加入进来能更加完善这个探索的过程,🙏)