UnityShader如何实现序列帧动画效果

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Unity Shader如何实现序列帧动画效果

实现原理

主要的思想是设置显示UV纹理的大小，并逐帧修改图片的UV坐标。（可分为以下四步）

1、我们首先把 _Time.y 和速度属性_Speed 相乘来得到模拟的时间，并使用CG 的floor 函数对结果值取整来得到整数时间time

2、然后，我们使用time 除以_HorizontalAmount 的结果值的商来作为当前对应的行索引，除法结果的余数则是列索引。

3、接下来，我们需要使用行列索引值来构建真正的采样坐标。由于序列帧图像包含了许多关键帧图像，这意味着采样坐标需要映射到每个关键帧图像的坐标范围内。我们可以首先把原纹理坐标i.uv 按行数和列数进行等分，得到每个子图像的纹理坐标范围。

4、然后，我们需要使用当前的行列数对上面的结果进行偏移，得到当前子图像的纹理坐标。需要注意的是，对竖直方向的坐标偏移需要使用减法，这是因为在Unity 中纹理坐标竖直方向的顺序（从下到上逐渐增大）和序列帧纹理中的顺序（播放顺序是从上到下〉是相反的。这样，我们就得到了真正的纹理采样坐标。

Unity Shader实现序列帧动画的代码：

Shader "Unlit/Demo-SequenceAnimation"
{
 Properties
 {
 _MainTex ("Sequence Frame Image", 2D) = "white" {} // 序列帧动画纹理
 _Color("Color Tint", Color) = (1, 1, 1, 1)   // 颜色
 _HorizontalAmount("Horizontal Amount", float) = 4 // 行数
 _VerticalAmount("Vertical Amount", float) = 4  // 列数
 _Speed("Speed", Range(1, 100)) = 30 // 播放速度
 }
 
 SubShader
 {
 // 由于序列帧图像通常包含了透明通道，因此可以被当成是一个半透明对象。
 // 在这里我们使用半透明的“标配”来设置它的SubShader 标签，即把Queue 和RenderType 设置成Transparent，
 //把IgnoreProjector 设置为True
 Tags { "RenderType"="Transparent" "Queue"="Transparent" "IgnoreProjector"="True"}
 LOD 100
 
 Pass
 {
 Tags{"LightMode"="ForwardBase"}
 
 // 由于序列帧图像通常是透明纹理，我们需要设置Pass 的相关状态，以渲染透明效果
 // 在Pass 中，我们使用Blend 命令来开启并设置混合模式，同时关闭了深度写入
 ZWrite Off
 Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha
 
 CGPROGRAM
 #pragma vertex vert
 #pragma fragment frag
 
 #include "UnityCG.cginc"
 
 struct appdata
 {
 float4 vertex : POSITION;
 float2 uv : TEXCOORD0;
 };
 
 struct v2f
 {
 float2 uv : TEXCOORD0;
 float4 vertex : SV_POSITION;
 };
 
 sampler2D _MainTex;
 float4 _MainTex_ST;
 fixed4 _Color;
 float _HorizontalAmount;
 float _VerticalAmount;
 float _Speed;
 
 v2f vert (appdata v)
 {
 v2f o;
 o.vertex = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
 o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
 return o;
 }
 
 fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
 {
 float time = floor(_Time.y * _Speed);   //所经过的时间
 float row = floor(time / _HorizontalAmount); // 第几行图片 （和行数不能对应起来）
 float column = time - row * _HorizontalAmount; // 第几列图片
 
 //每次更新的量
// float offserX = 1.0 / _HorizontalAmount; 
// float offserY = 1.0 / _VerticalAmount;
// half2 uv = float2(i.uv.x * offsetX, i.uv.y*offsetY);
 
 //将所显示的图片缩放至应有的大小 （即一个关键帧图像的大小）
 half2 uv = float2(i.uv.x /_HorizontalAmount, i.uv.y / _VerticalAmount); // 等价于上面3句
 
 //下面方法虽然不能和序列帧动画一一对应，但仍符合序列帧动画的执行顺序
 uv.x += column / _HorizontalAmount; // 更换序列帧
 uv.y -= row / _VerticalAmount;  //等价于uv.y += 1.0 - row / _VerticalAmount; 
 
 // sample the texture
 fixed4 col = tex2D(_MainTex, uv);
 col.rgb *= _Color.rgb;   // 设置纹理颜色
 return col;
 }
 ENDCG
 }
 }
}

Unity Shader如何实现序列帧动画效果

Tip：

因为使用了透明度混合，如果在Game视图中看不到效果，可去掉Lighting面板中的Skybox的材质；

ceil(x) 对输入参数向上取整。例如：ceil(float(1.3)) ，其返回值为 2.0
floor(x) 对输入参数向下取整。例如floor(float(1.3)) 返回的值为 1.0；但是 floor(float(-1.3))返回的值为-2.0。

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UnityShader如何实现序列帧动画效果

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