unity 自定义shader 给材质复制贴图颜色， 并且贴图黑色部分 设置为透明

<think>我们想要一个自定义Shader，实现两个功能： 1. 将贴图的颜色应用到材质上（即用贴图颜色作为材质的颜色） 2. 将贴图中的黑色部分设置为透明（即黑色部分变成透明，其他部分保留） 思路： - 使用一张主贴图（通常命名为_MainTex） - 在片段着色器中，采样贴图颜色 - 判断该颜色是否为黑色（或接近黑色），如果是则丢弃该片段（或设置alpha为0） - 注意：黑色阈值可以设定，例如颜色分量都小于某个值则认为黑色 步骤： 1. 在Properties块中定义需要的属性：主贴图和一个可调节的黑色阈值（可选） 2. 在SubShader中编写一个Pass，使用可编程着色器（顶点/片段着色器） 3. 顶点着色器：完成基本的顶点变换和纹理坐标传递 4. 片段着色器：采样贴图，判断颜色，设置透明 注意：透明物体需要设置正确的渲染队列（Queue）和混合模式（Blend） 具体实现： 我们将创建一个表面着色器（Surface Shader）或者一个简单的顶点/片段着色器。这里为了简单和灵活性，我们使用顶点/片段着色器。 着色器代码结构： - Properties - SubShader - Tags { "Queue"="Transparent" "RenderType"="Transparent" } - Pass - Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha // 使用Alpha混合 - CGPROGRAM - #pragma vertex vert - #pragma fragment frag - #include "UnityCG.cginc" 顶点着色器输入结构： struct appdata { float4 vertex : POSITION; float2 uv : TEXCOORD0; }; 顶点着色器输出结构（片段着色器输入）： struct v2f { float2 uv : TEXCOORD0; float4 vertex : SV_POSITION; }; 在片段着色器中： fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv); // 判断是否为黑色，我们可以使用一个阈值（_Threshold）来避免硬边缘 // 例如：如果颜色的rgb分量都小于阈值，则设置alpha为0，否则为col.a（或者1，如果贴图没有alpha的话） // 注意：我们也可以将黑色部分完全透明，其他部分不透明，那么可以这样： // float alpha = (col.r < _Threshold && col.g < _Threshold && col.b < _Threshold) ? 0 : 1; // 但是这样会有锯齿，我们可以使用一个平滑的函数，例如根据亮度（dot(col.rgb, float3(0.3,0.6,0.1))）来设置alpha 但是用户要求将黑色部分设置为透明，我们可以这样： // 计算亮度 half brightness = dot(col.rgb, half3(0.3, 0.6, 0.1)); // 如果亮度小于阈值，则透明，否则使用1（或贴图自带的alpha） // 但是用户没有提到原贴图的alpha，所以我们假设贴图没有alpha通道，我们只根据RGB判断 因此，我们可以这样设置： col.a = step(_Threshold, brightness); // 当亮度大于阈值时，alpha=1，否则0 // 或者使用smoothstep实现平滑过渡 // col.a = smoothstep(_Threshold, _Threshold+_Smoothness, brightness); 但是为了简单，我们先使用step函数（硬边缘）。如果需要平滑边缘，可以增加一个平滑范围参数。 属性定义： _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {} _Threshold ("Black Threshold", Range(0,1)) = 0.1 注意：阈值范围在0到1之间，因为颜色分量是0到1。 完整代码：</think># Unity Shader：贴图颜色复制与黑色透明效果 在Unity中实现将贴图颜色应用到材质并使黑色部分透明的效果，可以通过自定义Shader实现。以下是完整的解决方案： ## 完整Shader代码 ```glsl Shader "Custom/TextureColorWithTransparency" { Properties { _MainTex ("Main Texture", 2D) = "white" {} _Threshold ("Black Threshold", Range(0, 0.5)) = 0.1 _Smoothness ("Edge Smoothness", Range(0, 0.5)) = 0.05 } SubShader { Tags { "Queue" = "Transparent" "RenderType" = "Transparent" } Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha ZWrite Off 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 _Threshold; float _Smoothness; v2f vert (appdata v) { v2f o; o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex); o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex); return o; } fixed4 frag (v2f i) : SV_Target { // 采样纹理颜色 fixed4 texColor = tex2D(_MainTex, i.uv); // 计算亮度 (使用加权平均) float luminance = dot(texColor.rgb, float3(0.299, 0.587, 0.114)); // 计算alpha值：黑色区域透明，其他区域不透明 // 使用smoothstep实现平滑过渡 float alpha = smoothstep( _Threshold - _Smoothness, _Threshold + _Smoothness, luminance ); // 返回最终颜色，保留原始RGB值 return fixed4(texColor.rgb, alpha); } ENDCG } } FallBack "Diffuse" } ``` ## 使用说明 1. **创建材质**： - 在Project窗口右键 → Create → Material - 将Shader设置为"Custom/TextureColorWithTransparency" 2. **配置材质**： - 将贴图拖拽到Main Texture插槽 - 调整参数： - **Black Threshold**：黑色区域的阈值（值越小，更多区域被视为黑色） - **Edge Smoothness**：透明边缘的平滑度（值越大，过渡越平滑） 3. **应用到对象**： - 将材质拖拽到场景中的3D对象或UI元素上 ## 核心原理 1. **亮度计算**： 使用RGB到亮度的转换公式： $$ \text{luminance} = 0.299R + 0.587G + 0.114B $$ 这符合人眼对不同颜色的敏感度[^1] 2. **透明度处理**： 使用smoothstep函数实现平滑过渡： $$ \alpha = \text{smoothstep}(T - S, T + S, L) $$ 其中： - $T$ = `_Threshold` (黑色阈值) - $S$ = `_Smoothness` (平滑范围) - $L$ = 亮度值 3. **渲染设置**： ```glsl Tags { "Queue" = "Transparent" } Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha ZWrite Off ``` 这些设置确保透明区域正确渲染[^2] ## 效果优化建议 1. **性能优化**： - 对于移动平台，简化计算： ```glsl // 简化版亮度计算（性能更好） float luminance = (texColor.r + texColor.g + texColor.b) * 0.333; ``` 2. **特殊效果**： ```glsl // 可选：彩色区域添加发光效果 float glow = pow(luminance, 3.0) * 2.0; return fixed4(texColor.rgb + glow, alpha); ``` 3. **阈值控制**： - 在脚本中动态调整阈值： ```csharp material.SetFloat("_Threshold", Mathf.Sin(Time.time) * 0.2f + 0.2f); ``` ## 示例场景  *黑色区域变为透明，其他区域保留原始颜色[^3]* ## 常见问题解决 1. **边缘锯齿问题**： - 增大`_Smoothness`值 - 在导入设置中开启贴图的Mipmaps 2. **渲染顺序问题**： - 确保透明物体在Opaque物体之后渲染 - 调整Tags中的"Queue"值： ```glsl Tags { "Queue" = "Transparent+100" } ``` 3. **性能问题**： - 对于UI元素，使用`UI/Unlit/Transparent`作为Fallback - 在移动平台禁用`_Smoothness`