1. 引言
雾是一种常见的自然现象，在计算机图形学中，实现动态雾效果可以为场景增添逼真的感觉。Unity Shader是一种用于图形编程的工具，可以通过编写Shader脚本来控制物体在渲染过程中的外观效果。本文将介绍如何使用Unity Shader实现动态雾效果。
2. 实现原理
动态雾效果的实现原理是利用距离和深度来计算物体与相机之间的雾密度，然后根据雾密度对物体进行颜色混合。具体步骤如下：
2.1 计算雾密度
首先，我们需要计算物体与相机之间的距离和深度。在Unity的Shader中，可以通过内置变量float4 pos和float depth来获取物体的世界坐标和深度值。然后，我们需要根据相机位置和物体位置的距离来计算雾密度，公式如下：
float dist = distance(pos, _WorldSpaceCameraPos);
float fogDensity = exp(-dist * _FogDensity);
其中，_WorldSpaceCameraPos是Unity内置变量，表示相机的世界坐标。_FogDensity是一个自定义的参数，用于控制雾的密度，本文中设定为0.6。
2.2 混合颜色
接下来，我们需要根据雾密度对物体的颜色进行混合。在Unity中，我们可以通过lerp函数来进行颜色的线性插值。具体代码如下：
fixed4 finalColor = lerp(fogColor, color, fogDensity);
其中，fogColor是雾的颜色，color是物体的原始颜色。通过lerp函数，我们可以得到混合后的最终颜色finalColor。
3. Shader实现
为了实现动态雾效果，我们需要在Unity中创建一个新的Shader，并在其中添加上述的计算和混合逻辑。以下是一个简单的示例：
Shader "Custom/DynamicFog"
{
Properties
{
_Color ("Fog Color", Color) = (1,1,1,1)
_FogDensity ("Fog Density", Range(0, 1)) = 0.6
}
SubShader
{
Tags { "Queue"="Transparent" "RenderType"="Transparent" }
CGPROGRAM
#pragma surface surf Lambert alpha
sampler2D _MainTex;
struct Input
{
float2 uv_MainTex;
};
void surf (Input IN, inout SurfaceOutputAlpha o)
{
half4 c = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex);
o.Albedo = c.rgb;
float4 pos = mul(unity_ObjectToWorld, float4(0, 0, 0, 1));
float dist = distance(pos, _WorldSpaceCameraPos);
float fogDensity = exp(-dist * _FogDensity);
fixed4 fogColor = _Color;
fixed4 finalColor = lerp(fogColor, c, fogDensity);
o.Alpha = finalColor.a;
}
ENDCG
}
}
在上述代码中，我们首先定义了两个参数：_Color和_FogDensity。_Color表示雾的颜色，默认为白色；_FogDensity表示雾的密度，默认为0.6。
在surf函数中，我们首先获取物体的颜色，并将其赋值给o.Albedo，这是Unity默认的表面输出。然后我们计算物体与相机之间的雾密度，通过lerp函数混合雾的颜色和物体的颜色，得到最终的颜色finalColor。最后，我们将finalColor.a赋值给o.Alpha，表示物体的透明度。
4. 在场景中使用
要在场景中使用这个自定义的Shader，我们需要将其赋给需要应用雾效果的物体的材质。在Unity的材质面板中，我们可以选择该Shader并调整参数来实现不同的雾效果。
例如，可以调整_FogDensity参数来改变雾的密度，使雾看起来更浓或更稀薄。
此外，我们还可以修改_FogColor参数，改变雾的颜色。通过调整颜色的RGB值可以实现不同的雾效果，例如红色的雾、蓝色的雾等。
5. 总结
本文介绍了如何使用Unity Shader实现动态雾效果。通过计算物体与相机之间的距离和深度，然后根据雾密度对物体进行颜色混合，我们可以实现逼真的雾效果。通过调整参数，我们可以定制不同的雾效果，增加场景的真实感。