如何在一个正交相机下,控制物体切换透视/正交渲染_unity 正交相机 控制-程序员宅基地

技术标签: unity  

此需求,需要理解unity常用几个空间的概念及作用

模型空间:模型本身的顶点,片面,法线等信息
世界空间:模型在世界中的信息
观察空间:模型在摄像机照射区域中的信息
裁剪空间:模型在屏幕空间上的信息
在这里插入图片描述

实现思路:

现象1:一个模型的数据在转换到观察空间之前,对于透视摄像机和正交摄像机而言,数据是一致的。
现象2: 正交摄像机和透视摄像机的共有属性,nearClipPlane,farClipPlane
现象3:正交摄像机的重点属性,orthographicSize(视口大小)
现象4:透视摄像机的重点属性,fov(视锥夹角)
现象5:我们在固定正交相机和透视相机的位置后,在某个平面上找到摄像机视口完全重叠的一个平面
现象6:这个平面经过视锥口角度的限制调整后,就是透视,没有视锥角度的限制就是正交
我们是否可以根据正交相机的参数,模拟出透视相机的视锥角度?

解决方案:

1. 解决视锥角度的计算
我们可以基于摄像机自身视口前方固定距离的位置,画一个板,并圈出正交相机的视口,如下图
在这里插入图片描述

我们可以根据图上信息,求出角c的角度。用角c的2倍作为透视相机的视锥角度。
2. 解决观察矩阵的转化
好在unity有现成的算法,套用一下即可得出正交摄像机到透视摄像机的转化矩阵

float fov = 2f * Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan2(m_camera.orthographicSize, Mathf.Abs(m_camera.transform.position.z));//这一步的做法是让同一深度的物体,透视和正交比例一致
Matrix4x4 projmtx = Matrix4x4.Perspective(fov, m_camera.aspect, m_camera.nearClipPlane, m_camera.farClipPlane);
Matrix4x4 proj = GL.GetGPUProjectionMatrix(projmtx, false);

3. 指定某个物体是否转化为透视渲染
我们需要改造下shader,默认的顶点算法,是直接将模型顶点数据转化成裁剪空间的数据,如下

o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);//计算正交投影

这段代码是经过Unity封装后的,方法内部实现如下

// Tranforms position from object to homogenous space  
inline float4 UnityObjectToClipPos(in float3 pos)  
{  
    // More efficient than computing M*VP matrix product  
    //模型空间转到世界空间,再转到裁剪空间
    return mul(UNITY_MATRIX_VP, mul(unity_ObjectToWorld, float4(pos, 1.0)));  
} 

我们需要动的是在从模型空间转换到观察空间时,算上我们得出的转化矩阵,如下

//观察空间mul模型空间 裁剪空间
   o.vertex = mul(mul(_PerspCamProj, UNITY_MATRIX_MV), v.vertex);// 计算透视投影
   o.vertex.z = p.z * o.vertex.w;//修正齐次坐标w

4. 最终shader(基于Half-lambert光照模型,理论上standard shader也是改的,不过没找到可编辑的standard)

// Upgrade NOTE: replaced 'mul(UNITY_MATRIX_MVP,*)' with 'UnityObjectToClipPos(*)'

// Upgrade NOTE: replaced 'mul(UNITY_MATRIX_MVP,*)' with 'UnityObjectToClipPos(*)'

Shader "Unlit/Test"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
    }
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 100

        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            #include "UnityCG.cginc"

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float3 normal: NORMAL;
            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 vertex : SV_POSITION;
                float3 worldNormal: TEXCOORD1;
                float3 worldPos:TEXCOORD2;
            };

            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;
            uniform float4x4 _PerspCamProj;

            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                float4 p = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.vertex = mul(mul(_PerspCamProj, UNITY_MATRIX_MV), v.vertex);
                o.vertex.y *= -1;//在第二个项目里使用时发现y轴反掉了,目前还不确定是什么原因╮(╯▽╰)╭
                o.vertex.z = p.z * o.vertex.w;

                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;
                o.worldNormal = normalize(UnityObjectToWorldNormal(v.normal));

                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                // sample the texture
                fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);

                float3 worldLightDir = UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos);
                float Nol = dot(i.worldNormal, worldLightDir);
                float halfLambert = Nol * 0.5 + 0.5;
                return col*halfLambert;
            }
            ENDCG
        }
    }
}
//摄像机fov计算
float fov = 2f * Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan2(m_camera.orthographicSize, Mathf.Abs(m_camera.transform.position.z));
Matrix4x4 projmtx = Matrix4x4.Perspective(fov, m_camera.aspect, m_camera.nearClipPlane, m_camera.farClipPlane);
Matrix4x4 proj = GL.GetGPUProjectionMatrix(projmtx, false);
Shader.SetGlobalMatrix("_PerspCamProj", proj);

效果如下:

https://live.csdn.net/v/343446

文章参考:
Unity Shader入门精要笔记 UNITY_MATRIX_MVP 和 _worldspacecamerapos
Unity3D正交-透视混合相机的实现
Hi Shader

版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接:https://blog.csdn.net/Gril_Wang/article/details/134406317

智能推荐

c# 调用c++ lib静态库_c#调用lib-程序员宅基地

文章浏览阅读2w次,点赞7次,收藏51次。四个步骤1.创建C++ Win32项目动态库dll 2.在Win32项目动态库中添加 外部依赖项 lib头文件和lib库3.导出C接口4.c#调用c++动态库开始你的表演...①创建一个空白的解决方案,在解决方案中添加 Visual C++ , Win32 项目空白解决方案的创建:添加Visual C++ , Win32 项目这......_c#调用lib

deepin/ubuntu安装苹方字体-程序员宅基地

文章浏览阅读4.6k次。苹方字体是苹果系统上的黑体,挺好看的。注重颜值的网站都会使用,例如知乎:font-family: -apple-system, BlinkMacSystemFont, Helvetica Neue, PingFang SC, Microsoft YaHei, Source Han Sans SC, Noto Sans CJK SC, W..._ubuntu pingfang

html表单常见操作汇总_html表单的处理程序有那些-程序员宅基地

文章浏览阅读159次。表单表单概述表单标签表单域按钮控件demo表单标签表单标签基本语法结构<form action="处理数据程序的url地址“ method=”get|post“ name="表单名称”></form><!--action,当提交表单时,向何处发送表单中的数据,地址可以是相对地址也可以是绝对地址--><!--method将表单中的数据传送给服务器处理,get方式直接显示在url地址中,数据可以被缓存,且长度有限制;而post方式数据隐藏传输,_html表单的处理程序有那些

PHP设置谷歌验证器(Google Authenticator)实现操作二步验证_php otp 验证器-程序员宅基地

文章浏览阅读1.2k次。使用说明:开启Google的登陆二步验证(即Google Authenticator服务)后用户登陆时需要输入额外由手机客户端生成的一次性密码。实现Google Authenticator功能需要服务器端和客户端的支持。服务器端负责密钥的生成、验证一次性密码是否正确。客户端记录密钥后生成一次性密码。下载谷歌验证类库文件放到项目合适位置(我这边放在项目Vender下面)https://github.com/PHPGangsta/GoogleAuthenticatorPHP代码示例://引入谷_php otp 验证器

【Python】matplotlib.plot画图横坐标混乱及间隔处理_matplotlib更改横轴间距-程序员宅基地

文章浏览阅读4.3k次,点赞5次,收藏11次。matplotlib.plot画图横坐标混乱及间隔处理_matplotlib更改横轴间距

docker — 容器存储_docker 保存容器-程序员宅基地

文章浏览阅读2.2k次。①Storage driver 处理各镜像层及容器层的处理细节,实现了多层数据的堆叠,为用户 提供了多层数据合并后的统一视图②所有 Storage driver 都使用可堆叠图像层和写时复制(CoW)策略③docker info 命令可查看当系统上的 storage driver主要用于测试目的,不建议用于生成环境。_docker 保存容器

随便推点

网络拓扑结构_网络拓扑csdn-程序员宅基地

文章浏览阅读834次,点赞27次,收藏13次。网络拓扑结构是指计算机网络中各组件(如计算机、服务器、打印机、路由器、交换机等设备)及其连接线路在物理布局或逻辑构型上的排列形式。这种布局不仅描述了设备间的实际物理连接方式,也决定了数据在网络中流动的路径和方式。不同的网络拓扑结构影响着网络的性能、可靠性、可扩展性及管理维护的难易程度。_网络拓扑csdn

JS重写Date函数,兼容IOS系统_date.prototype 将所有 ios-程序员宅基地

文章浏览阅读1.8k次,点赞5次,收藏8次。IOS系统Date的坑要创建一个指定时间的new Date对象时,通常的做法是:new Date("2020-09-21 11:11:00")这行代码在 PC 端和安卓端都是正常的,而在 iOS 端则会提示 Invalid Date 无效日期。在IOS年月日中间的横岗许换成斜杠,也就是new Date("2020/09/21 11:11:00")通常为了兼容IOS的这个坑,需要做一些额外的特殊处理,笔者在开发的时候经常会忘了兼容IOS系统。所以就想试着重写Date函数,一劳永逸,避免每次ne_date.prototype 将所有 ios

如何将EXCEL表导入plsql数据库中-程序员宅基地

文章浏览阅读5.3k次。方法一:用PLSQL Developer工具。 1 在PLSQL Developer的sql window里输入select * from test for update; 2 按F8执行 3 打开锁, 再按一下加号. 鼠标点到第一列的列头,使全列成选中状态,然后粘贴,最后commit提交即可。(前提..._excel导入pl/sql

Git常用命令速查手册-程序员宅基地

文章浏览阅读83次。Git常用命令速查手册1、初始化仓库git init2、将文件添加到仓库git add 文件名 # 将工作区的某个文件添加到暂存区 git add -u # 添加所有被tracked文件中被修改或删除的文件信息到暂存区,不处理untracked的文件git add -A # 添加所有被tracked文件中被修改或删除的文件信息到暂存区,包括untracked的文件...

分享119个ASP.NET源码总有一个是你想要的_千博二手车源码v2023 build 1120-程序员宅基地

文章浏览阅读202次。分享119个ASP.NET源码总有一个是你想要的_千博二手车源码v2023 build 1120

【C++缺省函数】 空类默认产生的6个类成员函数_空类默认产生哪些类成员函数-程序员宅基地

文章浏览阅读1.8k次。版权声明:转载请注明出处 http://blog.csdn.net/irean_lau。目录(?)[+]1、缺省构造函数。2、缺省拷贝构造函数。3、 缺省析构函数。4、缺省赋值运算符。5、缺省取址运算符。6、 缺省取址运算符 const。[cpp] view plain copy_空类默认产生哪些类成员函数

推荐文章

热门文章

相关标签