Unity內(nèi)置管理的Projector功能還是比較簡單的。首先給投影體加一個 Projector組件：

　　這個Projector定義了一個視錐體，可以是透視投影也可以是平行投影。場景中和這個視錐體相交的物體會繪制投影紋理。所以總的效果就是投影體鏡頭上的貼圖(材質(zhì))被繪制在場景物體中，例如上圖的兩個Plane和一個Cube。

　　投影紋理的原理

　　這兒使用的技術(shù)叫做 Projective Texture Mapping,使用這個關(guān)鍵詞可以搜索到一篇論文。基本原理是對于被投影的物體，將他的頂點(diǎn)坐標(biāo)變換到投影體的Texture space中，這樣就可以計算得到uv坐標(biāo)，使用這個uv坐標(biāo)去采樣投影紋理，將顏色輸出。所謂Texture space，其實(shí)是將投影體的clip space映射到[0,1]以符合紋理坐標(biāo)的范圍0到1。論文中是使用OpenGL所以clip space范圍是[-1,1]需要縮放0.5再偏移0.5，如果是DX，那么clip space就已經(jīng)是[0,1]了。

　　Unity內(nèi)置管線中的投影材質(zhì)實(shí)現(xiàn)

　　Unity內(nèi)置管線的Projector基本也是用這個原理，但解決了一些工程上的問題。

　　首先，物體和投影體相交后，并不能精確知道哪些部分會繪制出紋理，其實(shí)沒關(guān)系，物體的所有頂點(diǎn)全部計算出uv坐標(biāo)，參與繪制即可。但這樣會讓投影紋理的范圍超出視錐體。Unity如何處理的呢?其實(shí)Unity并沒有去做什么裁切工作，而是直接要求被投影的紋理的貼圖的texture wrap mode使用"Clamp"，因?yàn)槌龇秶膗v坐標(biāo)肯定是大于1或者小于0的，對于這些uv坐標(biāo)值，默認(rèn)是Repeat，就會采樣到貼圖中的顏色，而使用Clamp，則只會采樣到Border的顏色。另外還需要勾選Border Mip Maps選項(xiàng)，這樣紋理的邊界就會在mipmap中保持不變。

　　然后繪制貼花，還需要一個特定的Shader, 例如這個：

　　Shader "Projector/Light" {

　　Properties {

　　_Color ("Main Color", Color) = (1,1,1,1)

　　_ShadowTex ("Cookie", 2D) = "" {}

　　_FalloffTex ("FallOff", 2D) = "" {}

　　}

　　Subshader {

　　Tags {"Queue"="Transparent"}

　　Pass {

　　ZWrite Off

　　ColorMask RGB

　　Blend DstColor One

　　Offset -1, -1

　　CGPROGRAM

　　#pragma vertex vert

　　#pragma fragment frag

　　#pragma multi_compile_fog

　　#include "UnityCG.cginc"

　　struct v2f {

　　float4 uvShadow : TEXCOORD0;

　　float4 uvFalloff : TEXCOORD1;

　　UNITY_FOG_COORDS(2)

　　float4 pos : SV_POSITION;

　　};

　　float4x4 unity_Projector;

　　float4x4 unity_ProjectorClip;

　　v2f vert (float4 vertex : POSITION)

　　{

　　v2f o;

　　o.pos = UnityObjectToClipPos(vertex);

　　o.uvShadow = mul (unity_Projector, vertex);

　　o.uvFalloff = mul (unity_ProjectorClip, vertex);

　　UNITY_TRANSFER_FOG(o,o.pos);

　　return o;

　　}

　　fixed4 _Color;

　　sampler2D _ShadowTex;

　　sampler2D _FalloffTex;

　　fixed4 frag (v2f i) : SV_Target

　　{

　　fixed4 texS = tex2Dproj (_ShadowTex, UNITY_PROJ_COORD(i.uvShadow));

　　texS.rgb *= _Color.rgb;

　　texS.a = 1.0-texS.a;

　　fixed4 texF = tex2Dproj (_FalloffTex, UNITY_PROJ_COORD(i.uvFalloff));

　　fixed4 res = texS * texF.a;

　　UNITY_APPLY_FOG_COLOR(i.fogCoord, res, fixed4(0,0,0,0));

　　return res;

　　}

　　ENDCG

　　}

　　}

　　}

　　在vs中，通過unity_Projector矩陣變換頂點(diǎn)得到uv坐標(biāo)uvShadow。

　　在fs中，使用 tex2Dproj采樣這個uv坐標(biāo)，因?yàn)榫仃囅喑说玫降膗v坐標(biāo)是一個齊次坐標(biāo)，所以需要使用tex2Dproj。這個函數(shù)內(nèi)部會除以uv坐標(biāo)的w。使用uv坐標(biāo)采樣出貼圖顏色后和材質(zhì)的顏色混合后輸出。

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