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[Moscibroda] Unity Shader 绘制Julia奇幻图形

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发表于 2016-12-23 14:55:09 | 显示全部楼层 |阅读模式

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前言
数学之美,人人皆知。今天我们就来看看数学是怎样影响图形绘制效果的吧。我们采用Julia集作为绘制对象,展示一下数学框架下的优美图形。
1 基本理论
Julia集是在复平面上形成分形的点的集合。简单来说,我们可以通过一个方程的迭代来确定复平面上的哪些点属于Julia集合。


常数c是我们预定义的复数常量,z是复平面上的一个点。如果经过一定次数的迭代计算,z的模仍然在一定范围内,则认为该点是收敛的,属于Julia集;否则认为发散,不属于Julia集。通常c的取值会影响Julia集的形状。例如,我们定义c= -0.8+0.156i,我们就能绘制出类似下图的形状。
julia.gif


2 实现方法
首先建立Unity工程,建立scene,创建一个材质叫做DrawingMat.mat,创建一个Shader文件叫做Drawing.shader,创建一个脚本叫做Drawing.cs,并挂载到场景中的摄像机上。Drawing.cs有一个公有变量mat,需要与DrawingMat.mat绑定,而DrawingMat.mat的shader就使用我们创建的Drawing.shader。
Drawing.cs源代码如下:
[C#] 纯文本查看 复制代码
using UnityEngine;
using System.Collections;

[ExecuteInEditMode]
public class Drawing : MonoBehaviour {
        public Material mat;

        void Start () {
        }
        void Update () {
        }
        void OnRenderImage(RenderTexture src, RenderTexture dest) {
                Graphics.Blit(src, dest, mat);
        }
}


Drawing.shader源代码如下:
[C#] 纯文本查看 复制代码
Shader "Custom/Drawing" 
{  
    Properties  
    {  
        //定义基本属性,可以从编辑器里面进行设置的变量  
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {} 
        cx("cx",range(-0.8,0.375))=-0.8  
        cy("cy",range(-1,1))=0.156       
        scale("scale",range(1,3))=1.6
    }  
    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;  
            };  
            struct v2f  
            {  
                float2 uv : TEXCOORD0;  
                float4 vertex : SV_POSITION;  
            };  
            sampler2D _MainTex;  
            float4 _MainTex_ST; 
            float cx ; //复数c的实部
                    float cy ; //复数c的虚部
            float scale;               
            v2f vert (appdata v)  
            {  
                v2f o;  
                o.vertex = mul(UNITY_MATRIX_MVP,v.vertex);  
                o.uv = v.uv.xy * _MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw;  
                return o;  
            }             
            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target  
            {  
                        float ax = scale*(0.5-i.uv.x)/0.5;  //迭代初始值的实部
                        float ay = scale*(0.5-i.uv.y)/0.5;  //迭代初始值的虚部
                        float juliaValue;
                        //进行200次迭代
                        for(int index=0;index<200;index++)
                        {
                                //迭代函数实现,先计算复数乘法,然后加上c
                                float _ax = ax*ax-ay*ay;
                            float _ay = ay*ax+ax*ay;
                            ax = _ax+cx;
                            ay = _ay+cy;
                            //计算模长,超过阈值则认为不属于Julia集,返回黑色
                            juliaValue = sqrt(ax*ax+ay*ay);
                            if(juliaValue > 100)
                            {
                                    return fixed4(0,0,0,1);
                            }
                        }   
                        //Julia集内部的点,需要根据Julia值来计算颜色,这个可以自己设置颜色
                return fixed4(juliaValue,(fixed)(sin(_Time*100)+1)/2,(fixed)(cos(_Time*50)+1)/2,1);  
            }  
            ENDCG  
        }  
    }  
}  


最终效果如下:
julia4.gif

感兴趣可以关注我的CSDN:http://blog.csdn.net/zzlyw/article/details/53838932

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围观一下,好神奇哟,,小白表示shader好遥远..努力学习~~~

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这么炫。。。

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看着挺xuan的,不错

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进来看看,哈哈

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7日久生情
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谢谢分享!!!很不错啊!!!!

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