纹理动画

Unity Shader 入门精要笔记

纹理动画即控制纹理随着时间的变化而变化。

序列帧动画

首先需要一张包含了所有动画帧的主纹理，它有两点要求，它的每行和每列都应该是可以等分的，它是从左到右，从上到下依次排列的。

序列帧动画的关键在于，计算该时刻下应该播放的关键帧的位置，并对该关键帧进行纹理采样。

步骤如下：

除了声明序列帧图像的纹理_MainTex外，还需要声明序列帧图像纹理上每一行和每一列有多少个关键帧图像。
序列帧图像通常都是透明纹理，包含了透明通道，所以需要设置Pass的状态，将其当做一个半透明对象，在SubShader中将Tags设置为：Tags { "RenderType"="Transparent" "Queue"="Transparent" "IgnoreProjector"="True" }，并且在Pass中关闭深度写入，使用Blend命令开启混合模式。
在片元着色器中计算关键帧的位置，并对其采样。
```
       float time = floor(_Time.y * _Speed);
         float row = floor(time/_HorizontalAmount);
         float column = time - row * _VerticalAmount;

         // half2 uv=float2(i.uv.x/_HorizontalAmount,i.uv.y/_VerticalAmount);
         // uv.x+=column/_HorizontalAmount;
         // uv.y-=row/_VerticalAmount;
         half2 uv = i.uv + half2(column,-row);
         uv.x /= _HorizontalAmount;
         uv.y /= _VerticalAmount;
```
前三行计算了关键帧的位置，即对序列帧中第几个关键帧采样。_Time内置变量存储了该场景加载以来经过了多少时间，其y分量上即是具体的时间。用时间time除以水平方向上关键帧的个数，并对结果向下取证，可以得到对应的行索引，然后用除法结果的余数作为列索引。这样我们就知道了需要对第几个关键帧进行采样。然后我们要计算当前纹理坐标映射到子图像（需要采样的关键帧）中的纹理坐标是多少，这可以用当前的纹理坐标除以行数和列数来获得。最后，我们需要计算最后实际要采样的纹理坐标是多少，这就是关键帧的左上角的坐标来加上坐标偏移量。那么关键帧左上角的坐标是多少？我们知道uv坐标的范围是（0，1），并且在纹理属性中将其设置为了Repeat（值超过1的坐标会舍弃整数部分，取小数进行计算）。因此用行索引和列索引来除以行列上的关键帧个数，即得到了关键帧左上角的坐标。如下图：

滚动动画

很多2D游戏使用了不断滚动的背景来模拟角色在场景中的穿梭，用多个层（layers）来模拟视差效果。

滚动动画的关键在于，使用多张纹理图，对这些纹理图进行采样的时候，uv坐标偏移量随时间变化，并且每张纹理图的单位偏移量不同。
比如，我们要使用两张纹理图来模拟滚动背景。

关键步骤如下：

声明两张纹理图属性和滚动速度属性。

在顶点着色器中对uv坐标进行变换：

 o.uv.xy = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex) + frac(float2(_ScrollX,0.0) * _Time.y);
 o.uv.zw = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _DetailTex) + frac(float2(_Scroll2X,0.0) * _Time.y);

在片元着色器中，利用前景图像纹理的透明通道来混合两张纹理：

 fixed4 firstLayer = tex2D(_MainTex,i.uv.xy);
 fixed4 secondLayer = tex2D(_DetailTex,i.uv.zw);

 fixed4 c = lerp(firstLayer,secondLayer,secondLayer.a);

顶点动画

顶点动画，即利用时间变量在顶点着色器中对顶点坐标进行偏移。因此需要在SubShader中设置DisableBatching = True.

顶点动画需要注意以下几点：

需要在SubShader中设置DisableBatching = True。避免Unity Shader的批处理（批处理会合并相关模型，导致模型空间丢失），但是这样会降低性能，因此要避免使用模型空间下的绝对位置和方向进行计算。
对顶点动画的物体添加阴影效果，无法使用Unity自带的阴影Pass，因为内置的阴影Pass没有进行相关的顶点动画。需要自己编写ShadowCaster Pass。