Unity中URP下的指数雾

前言

在之前的文章中，我们实现了URP下的雾效支持 和 在计算雾效时的Z值统一。

• Unity中URP下的添加雾效支持
• Unity中URP下统一不同平台下的z值

我们在这篇文章中，来看一下URP下的指数雾是怎么实现的。

一、指数雾 雾效因子

• 主要使用之前文章中统一好的z值，来计算来计算雾效混合因子。
• 传入上一篇文章中，统一好的[0,Far]之间的z值。
• unity_FogParams.x：就是公式中雾的浓度 d e n s i t y density d e n s i t y
• 最后，该函数返回的，只是雾效混合因子公式中的 d e n s i t y ∗ z density*z d e n s i t y ∗ z

1、FOG_EXP

• 公式： f o g F a c t o r = e − d e n s i t y ∗ z fogFactor = e^{-density*z} f o g F a c t or = e − d e n s i t y ∗ z
  density：雾的浓度值
  z：物体的深度值
  
  
• 定义域[0,1]
• 可以由函数看出雾浓度越大，雾效混合因子越小，在线性插值时，雾就越浓。

2、FOG_EXP2

• 公式： f o g F a c t o r = e − ( d e n s i t y ∗ z ) 2 fogFactor = e^{-(density*z)^2} f o g F a c t or = e − ( d e n s i t y ∗ z ) 2
  density：雾的浓度值
  z：物体的深度值
  
  
• 定义域[0,1]
• 可以由函数看出雾浓度越大，雾效混合因子越小，在线性插值时，雾就越浓。

二、MixFog

• 在片元着色器中，在 雾颜色 和 物体实际颜色之间，使用雾效混合因子控制线性插值
  

1、ComputeFogIntensity 雾效强度计算

• exp2(x) 代替 exp(x)
  exp2(x) 是 2 x 2^x 2 x
  exp(x)是 e x e^x e x

使用exp2(x) 代替 exp(x) 的原因：
这两个函数在[0,1]之间函数值近似，用 2 x 2^x 2 x 代替 e x e^x e x 可以节省性能

1. FOG_EXP

• 公式 f o g F a c t o r = e − d e n s i t y ∗ z fogFactor = e^{-density*z} f o g F a c t or = e − d e n s i t y ∗ z
• 上面计算出了 fogFactor = density*z
• 带入后： e x p 2 ( − f o g F a c t o r ) exp2(-fogFactor) e x p 2 ( − f o g F a c t or )
• saturate：限制结果在0 ~ 1之间
  

2. FOG_EXP2

• 公式： f o g F a c t o r = e − ( d e n s i t y ∗ z ) 2 fogFactor = e^{-(density*z)^2} f o g F a c t or = e − ( d e n s i t y ∗ z ) 2
• 上面计算出了 fogFactor = density*z
• 带入后： e x p 2 ( − f o g F a c t o r ∗ f o g F a c t o r ) exp2(-fogFactor*fogFactor) e x p 2 ( − f o g F a c t or ∗ f o g F a c t or )
• saturate：限制结果在0 ~ 1之间
  

2、lerp(fogColor, fragColor, fogIntensity);雾效颜色混合

这里线性插值顺序有点反直觉
雾效强度越大，越偏向物体实际颜色
雾效强度越小，越偏向雾的颜色