Unity描边效果

在游戏开发中，有时候我们需要为游戏对象添加外发光或描边等特效，从而增强游戏画面效果。而在Unity中，描边效果非常常见，并且也比较容易实现。本文将介绍Unity中的描边实现方法，以及一些优化技巧。

利用Shader实现描边效果

在Unity中，我们可以通过Shader来实现对象的描边效果。Shader是Unity中的一种材质类型，用于对渲染图形进行定制化处理。通过Shader的定制化功能，我们可以实现各种各样的特效。下面是一个简单的描边Shader：

Shader "Custom/Outline" {
    Properties{
        _Color("Outline Color", Color) = (0,0,0,1)
        _Outline("Outline width",Range(0.0,0.1)) = 0.002
    }
    SubShader{
        Tags{"Queue" = "Transparent" "RenderType" = "Transparent"}
        Pass{
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "UnityCG.cginc"

            struct appdata{
                float4 vertex : POSITION;
            };

            struct v2f{
                float4 vertex : SV_POSITION;
            };

            float _Outline;

            v2f vert (appdata v){
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                return o;
            }

            fixed4 _Color;

            fixed4 frag(v2f i) : SV_Target{
                float2 uv = i.vertex.xy/ i.vertex.w;
                float4 col = tex2D(_MainTex,uv);

                float4 o = (col.a < 0.1) ? _Color : col;
                o.a = (col.a > 0.1) ? 0 : 1;
                return o;
            }

            ENDCG
        }
    }
}

上述Shader实现了一个简单的描边效果。通过通过_CompatibleShaderName0属性来指定Shader的名称，这里我们将Shader使用在Material中时，需要将Shader的名称指定为“Custom/Outline”才能生效。

其中，Shader中的Properties用于指定Shader中的属性，这里我们指定了一个颜色属性和一个描边宽度属性。可以通过颜色属性指定描边的颜色，通过描边宽度来控制描边效果的宽度。我们在SubShader中指定该Shader为透明材质，然后在Pass中实现了该Shader的细节。具体实现如下：

我们在v2f中定义了我们需要输出的变量o，然后我们通过vert函数将vertex的位置变换到视口坐标系中，并传入到v2f中作为后续的输入。在frag中，我们首先计算出该像素点在MainTex的纹理坐标uv，然后通过tex2D函数获取MainTex中的颜色col，然后根据其透明度来判断该像素点是否属于描边，若不属于，则返回原颜色，否则返回描边颜色。这里我们定义了一个阈值，只有在透明度大于0.1时才需要描边，这可以避免描边覆盖其他图像的问题。最后我们将输出变量o中的透明度a进行修改，使得描边部分的透明度为1，其它部分的透明度则为0。

在绑定Material的时候，我们将Shader指定为“Custom/Outline”即可实现描边效果。我们也可以通过向Shader传入不同参数来控制描边效果的强度和粗细程度。下面是一个演示视频：

优化技巧

描边效果在一些游戏中是非常常见的，然而，由于描边需要对物体进行两次渲染，因此也需要消耗大量的GPU资源。所以，为了在游戏中保持良好的性能，在使用描边效果的时候，我们也需要有一些优化技巧。这里简单介绍一下几种常见的优化方法。

减少描边对象的数量

在游戏画面中，有些对象并不需要使用描边效果。比如，天空盒、平地等等，这些对象的描边效果并没有实际的意义，只会消耗额外的GPU资源。我们可以通过在Shader中对应添加一些过滤操作，来减少不必要的描边对象。

降低描边质量

在使用描边效果的时候，我们可以考虑降低描边效果的质量。最直接的方法就是将描边宽度进行缩小。这样可以减少描边需要的层数，从而降低GPU负担。

使用Shader Model 3.0

Shader Model 3.0是现代显卡所支持的一种Shader模式。使用Shader Model 3.0可以享受到更好的GPU渲染优化、更多的Shader指令和多个纹理渲染等等。我们在实现描边效果的时候，可以尝试使用Shader Model 3.0来加速该效果。但是需要注意，使用Shader Model 3.0也会提高代码的复杂度，可能导致性能损失。在使用时需要根据实际情况进行综合评估。

结语

本文介绍了Unity中使用Shader实现描边效果的方法，并且也简单介绍了一些优化技巧。在实际开发中，我们可以按照实际需要，选取最适合的方案来实现描边效果。