45.如何制作动态效果

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  1. 45.动态效果-如何制作动态效果
    1. 45.1 知识点
      1. 游戏画面中的动态效果
      2. 利用 Shader 制作动态效果
      3. Shader 中的内置时间变量
      4. Shader 中常用的动态数据
      5. 总结
    2. 45.2 知识点代码
      1. Lesson45_动态效果_如何制作动态效果.cs

45.动态效果-如何制作动态效果

45.1 知识点

游戏画面中的动态效果

游戏画面能够产生动态效果的核心原因在于 游戏循环机制。
通过游戏循环，画面每隔固定时间（每一帧）就会重新渲染，从而实现动态效果。

  • 游戏运行时，每一帧都会更新屏幕，这种更新频率被称为 帧率（Frames Per Second，FPS）。常见的帧率包括 30 FPS（每秒更新30次）和 60 FPS（每秒更新60次）。
  • 动态效果的实现依赖于每一帧对游戏对象的 位置、角度、缩放、颜色 等信息的修改后进行重新渲染。
  • 当帧率超过 24 FPS 时，人眼会认为画面切换是流畅和连贯的。

利用 Shader 制作动态效果

动态画面的本质是 每隔一定时间更新对象数据，随后重新渲染画面。同样，在 Shader 中实现动态效果的原理类似：

  • 通过每隔一定时间改变 Shader 中的相关数据，使渲染结果发生变化，从而实现动态画面。
  • 核心思路是 利用时间变化修改数据，从而带来画面的变化。

Shader 中的内置时间变量

在 Shader 中制作动态效果的关键在于时间的使用，而 Unity 提供了一些内置时间变量来帮助实现这一点。常用内置时间变量如下：

  1. float4 _Time

    • 由四个分量组成，分别表示 (t/20, t, 2t, 3t)。
    • t 是从场景加载开始到当前的总时间。

  2. float4 _SinTime

    • 分量值为 (sin(t/8), sin(t/4), sin(t/2), sin(t))。
    • 用于表示游戏运行时间的正弦值。

  3. float4 _CosTime

    • 分量值为 (cos(t/8), cos(t/4), cos(t/2), cos(t))。
    • 用于表示游戏运行时间的余弦值。

  4. float4 unity_DeltaTime

    • 分量值为 (dt, 1/dt, smoothDt, 1/smoothDt)。
    • dt 是帧间隔时间，即上一帧到当前帧的时间差。
    • smoothDt 是经过平滑处理的帧间隔时间，对帧间隔时间进行某种平滑算法处理后的结果。

Shader 中常用的动态数据

利用Shader制作动态效果的关键就是 —— 利用时间变化来改变数据，从而导致渲染结果改变，带来画面变化。通过结合时间变化，以下数据常用于 Shader 中实现动态效果：

  1. 颜色

    • 时间控制颜色变化，例如 渐变 或 闪烁 效果。

  2. 位置

    • 时间驱动顶点移动，例如 波动 效果。

  3. 纹理坐标

    • 动态改变纹理坐标，例如 水流、云彩 或 序列帧动画。

  4. 法线

    • 动态修改法线方向，例如 风吹草动。

  5. 缩放

    • 随时间调整缩放比例，例如 脉动 或 跳动 效果。

  6. 透明度

    • 时间控制透明度，例如 淡入淡出 或 闪烁 效果。

总结

利用 Shader 制作动态效果的关键是 时间变化：

  • 时间的变化带动数据的变化，从而影响渲染结果。
  • 常用的时间变量：
    • _Time：(t/20, t, 2t, 3t) 表示总时间。
    • _SinTime：正弦值时间变化。
    • _CosTime：余弦值时间变化。
    • unity_DeltaTime：帧间隔时间与平滑间隔时间。

通过灵活应用时间变量和动态数据，可以实现丰富多样的动态效果。

45.2 知识点代码

Lesson45_动态效果_如何制作动态效果.cs

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class Lesson45_动态效果_如何制作动态效果 : MonoBehaviour
{
    void Start()
    {
        #region 知识回顾 游戏画面中为什么能看到动态效果

        //游戏画面中之所以能产生动态效果
        //主要的原因是因为 游戏循环 机制
        //即游戏画面每隔一个固定时间（每一帧）就会重新渲染

        //游戏运行时，每一帧都会更新屏幕，这种更新频率通常称为 帧率（Frames Per Second，FPS）
        //比如 30 FPS、60 FPS 代表的就是 1秒钟更新30次，1秒钟更新60次

        //而之所以看起来画面是变化的，
        //是因为我们在每一帧可能都会改变游戏中对象的位置、角度、缩放、颜色等等信息后重新渲染
        //一般情况下，只要帧率大于24FPS，人眼就认为一帧帧切换着的画面是流畅且连贯的了

        #endregion

        #region 知识点一 如何利用Shader制作动态效果

        //通过知识回顾可以知道
        //让画面动起来是因为每一帧对象的位置、角度、缩放、颜色等等信息的改变后重新渲染带来的
        //相当于就是间隔一定时间更新一些数据，从而带来了画面变化
        //那么想要利用Shader制作出动态效果，其实原理也是一样的
        //我们只需要间隔一定时间改变Shader中的数据，从而改变渲染的结果，最终达到画面变化的目的
        //这样就能够带来动态感了

        //总结:
        //利用Shader制作动态效果的关键就是 —— 利用时间变化来改变数据，从而导致渲染结果改变，带来画面变化

        #endregion

        #region 知识点二 Shader中的内置时间变量

        //利用Shader制作动态效果的关键就是 —— 利用时间变化来改变数据，从而导致渲染结果改变，带来画面变化

        //时间是关键数据，Shader中提供了对应的内置时间变量
        //1.float4 _Time
        //  4个分量的值分别是(t/20, t, 2t, 3t)
        //  其中t代表该游戏场景从加载开始缩经过的时间

        //2.float4 _SinTime
        //  4个分量的值分别是(t/8, t/4, t/2, t)
        //  其中t代表 游戏运行的时间的正弦值

        //3.float4 _CosTime
        //  4个分量的值分别是(t/8, t/4, t/2, t)
        //  其中t代表 游戏运行的时间的余弦值

        //4.float4 unity_DeltaTime
        //  4个分量的值分别是(dt, 1/dt, smoothDt, 1/smoothDt)
        //  dt代表帧间隔时间（上一帧到当前帧间隔时间）
        //  smoothDt是平滑处理过的时间间隔，对帧间隔时间进行某种平滑算法处理后的结果

        #endregion

        #region 知识点三 Shader中经常会改变的数据

        //利用Shader制作动态效果的关键就是 —— 利用时间变化来改变数据，从而导致渲染结果改变，带来画面变化

        //我们已经知道，在Shader中如何获取时间变量
        //那么我们一般会利用时间和什么数据一起计算，来达到动态效果呢？

        //1.颜色
        //  通过时间控制颜色的变化，比如 渐变、闪烁 等效果
        //2.位置
        //  利用时间使顶点在某个方向上移动，比如 波动 等效果
        //3.纹理坐标
        //  利用时间变化来动态改变纹理坐标，比如 水流、云彩、序列帧动画 等效果
        //4.法线
        //  利用时间动态修改法线方向，比如 风吹草动 等效果
        //5.缩放
        //  利用时间改变物体缩放比例，比如 脉动、跳动等效果
        //6.透明度
        //  利用时间控制物体透明度，比如 淡入淡出、闪烁等效果

        #endregion

        #region 总结

        //利用Shader制作动态效果的关键就是
        //利用时间变化来改变数据，从而导致渲染结果改变，带来画面变化
        //Unity Shader中常用的时间变量有
        //_Time(t/20, t, 2t, 3t) —— t代表该游戏场景从加载开始缩经过的时间
        //_SinTime(t/8, t/4, t/2, t) —— t代表 游戏运行的时间的正弦值
        //_CosTime(t/8, t/4, t/2, t) —— t代表 游戏运行的时间的余弦值
        //unity_DeltaTime(dt, 1/dt, smoothDt, 1/smoothDt) —— dt代表帧间隔时间，smoothDt是平滑处理过的间隔时间

        #endregion
    }
}
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