Lighting Box2原始碼分析(四):Global Fog全域性霧
摘要：
LB全域性霧分距離霧和高度霧兩部分計算
距離霧
//傳入相機位置指向當前點方向，深度
// Distance-based fog
float ComputeDistance (float3 camDir, float zdepth)
{
float dist;
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LB全域性霧分距離霧和高度霧兩部分計算
距離霧
//傳入相機位置指向當前點方向，深度
// Distance-based fog
float ComputeDistance (float3 camDir, float zdepth)
{
float dist;
//是否使用半徑深度
if (_SceneFogMode.y == 1)
//是的話返回當前點到相機的距離
dist = length(camDir);
else
//否則返回z深度*遠平面=世界空間深度值
//_ProjectionParams:x is 1.0 (or –1.0 if currently rendering with a flipped projection matrix), y is the camera’s near plane, z is the camera’s far plane and w is 1/FarPlane.
dist = zdepth * _ProjectionParams.z;
//-近平面=到相機的距離
dist -= _ProjectionParams.y;
return dist;
}
有兩種距離，第一種是當前點位置到相機位置距離，第二種是隻把Z深度作為距離
高度霧
高度霧演算法為 ofollow,noindex" target="_blank">這篇文章中的演算法
//傳入世界空間視角方向
float ComputeHalfSpace (float3 wsDir)
{
//世界空間位置
float3 wpos = _CameraWS + wsDir;
//霧結束高度
float FH = _HeightParams.x;
//相機世界位置
float3 C = _CameraWS;
//世界空間視角方向
float3 V = wsDir;
//世界空間位置
float3 P = wpos;
//av = 世界空間視角方向*密度引數
float3 aV = _HeightParams.w * V;
//相機到高度引數的距離，，表示相機的高度霧濃度，<0在霧中，越小霧越濃
float FdotC = _HeightParams.y;
//相機在高度霧中k = 1，相機在霧上面k = 0
float k = _HeightParams.z;
//當前點到霧結束位置的高度，，表示當前位置的的高度霧濃度，<0在霧中，越小霧越濃
float FdotP = P.y-FH;
//相機到當前點的高度
float FdotV = wsDir.y;
//相機在高度霧中c1 = 當前位置的的高度霧濃度+相機的高度霧濃度，相機在霧上面c1 = 0
float c1 = k * (FdotP + FdotC);
//相機在高度霧中c2 = -當前位置的的高度霧濃度，相機在霧上面c2 = 當前位置的的高度霧濃度
float c2 = (1-2*k) * FdotP;
//獲得當前位置的的高度霧濃度
float g = min(c2, 0.0);
g = -length(aV) * (c1 - g * g / abs(FdotV+1.0e-5f));
return g;
}
高度霧受根據物體與相機距離影響，離得越近霧濃度越低
給出一個高度平面(高度就可以，法向量預設向上)，在平面之下受霧影響，在平面之上不受霧影響
F為霧平面法線，F·P用來判斷P點是在霧平面之上還是之下，在LightingBox中，直接傳入高度值，將世界空間高度值與當前世界空間位置的Y作比較來判斷二者關係
這樣就有四種情況需要考慮，下圖P為當前點，C為相機點
第一種情況圖a中P和C都在霧平面上面，所以P是不受霧影響的，
第二種情況需要考慮CP連線與霧平面有交點的情況，V為視角方向V = C-P，當F·V和F·C符號不同時，說明有交點，可計算出交點位置，假設交點位置為Q(t)
Line"/> 
如果F·C>0說明相機在霧平面上，當前點在霧平面下,所求霧濃度為t||V||
如果F·C<0說明相機在霧平面下，當前點在霧平面上,所求霧濃度為(1-t)||V||
為了避免過多條件判斷影響效能，將公式變為
接下來加入線性密度的計算，下圖ac為恆定密度，db為線性密度
ρ (P)為所求線性密度，將剛才求得的高度結果*線性密度
接下來又通過積分的方式取代 ρ (P)，上面abcd四種結果得到的
再將四種化為一種公式，得到最終結果
混合結果
混合距離和高度結果
half4 ComputeFog (v2f i, bool distance, bool height) : SV_Target
{
half4 sceneColor = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, i.uv);
float rawDepth = SAMPLE_TEXTURE2D(_CameraDepthTexture,sampler_CameraDepthTexture,i.uv);
float dpth = Linear01Depth(rawDepth);
//世界空間視角方向
float4 wsDir = dpth * i.interpolatedRay;
//世界空間位置
float4 wsPos = _CameraWS + wsDir;
//霧開始距離startDistance
float g = _DistanceParams.x;
if (distance)
//+=當前點到相機的距離
g += ComputeDistance (wsDir, dpth);
if (height)
//+=高度
g += ComputeHalfSpace (wsDir);
//三種霧演算法
half fogFac = ComputeFogFactor (max(0.0,g));
//最遠處(天空盒)是否有霧 rawDepth == 1為最遠
if (rawDepth == _DistanceParams.y)
fogFac = 1.0;
//混合霧顏色
return lerp (unity_FogColor, sceneColor, fogFac);
}
三種霧模式
half ComputeFogFactor (float coord)
{
float fogFac = 0.0;
if (_SceneFogMode.x == 1) // linear
{
//深度|高度*-場景長度 + 最遠點
fogFac = coord * _SceneFogParams.z + _SceneFogParams.w;
}
if (_SceneFogMode.x == 2) // exp
{
//exp2(深度|高度*密度/sqrt(ln2))
fogFac = _SceneFogParams.y * coord;
fogFac = exp2(-fogFac);
}
if (_SceneFogMode.x == 3) // exp2
{
//exp2(深度|高度*密度/ln2)
fogFac = _SceneFogParams.x * coord;
fogFac = exp2(-fogFac*fogFac);
}
return saturate(fogFac);
}