了解tex2dproj：UNITY中的紋理坐標變換函數

一、tex2dproj的基本介紹

在UNITY開發者日常工作中，有很多紋理相關操作，其中必不可少的一個函數就是tex2dproj。這個UNITY內置函數可以實現紋理坐標變換，主要支持在使用投影視圖時進行投影及變換處理。實際上，tex2dproj內部實現中就包含了一個標準的矩陣運算函數，這使得紋理坐標可以很方便地映射到目標物體表面上。

通常在進行UNITY開發時，tex2dproj一般用在Shader代碼中，通過使用tex2dproj函數可以將紋理在物體表面上進行對應的變換映射，實現此類效果。尤其是在進行虛擬現實開發時，tex2dproj也扮演著越來越重要的角色。

二、tex2dproj函數使用方法

tex2dproj函數的使用非常簡單。其函數原型如下：

    tex2dproj (sampler2D samp, float3 proj);

函數的第一個參數是紋理貼圖對應的sampler2D變數。第二個參數是一個float3類型的參數proj，用來存儲需要變換的紋理坐標。tex2dproj函數的返回值是一個float4類型的顏色值。

在使用tex2dproj函數時，我們需要先將需要轉換的紋理坐標進行對應的處理。這裡可以通過UNITY內置的矩陣運算來實現。為了對紋理中的坐標進行處理，首先需要定義一個用於進行紋理坐標變換的矩陣

    float4x4 _UnityMatrixProjection;

通過對該矩陣的初始化操作，就可以將紋理坐標進行對應的變換。具體代碼實例如下：

    float4 clipPos = UnityObjectToClipPos(i.uv);//根據當前表面UV位置獲取裁剪坐標
    float projectZ = clipPos.z / clipPos.w;
    float2 projPos = (float2)(clipPos.xy / clipPos.w);//得到（-1，1）間的XY數值，等同於Unity中的ndc值
    projPos = ((projPos + 1.0) / 2.0);//將(-1,1)間的值轉換為(0,1)之間的坐標
    float4 projCoord = float4(projPos, projectZ, 1);//將片元坐標值轉換為合適的值，並使用float4類型存儲
    float4 clipPos = tex2dproj(_MainTex, UnityObjectToClipPos(projCoord)) * _Color.rgb;//獲取物體表面對應的顏色值

三、tex2dproj函數在虛擬現實開發中的應用

在虛擬現實開發中，紋理坐標變換是非常常見的操作。比如，當我們需要在虛擬現實中實現光照效果時，就需要對錶面紋理進行變換處理。在這種情況下，對紋理坐標進行看向點（例如頭部位置）的變換映射就很重要。這時候，tex2dproj函數就可以發揮出其在UNITY開發中的重要作用。

下面是tex2dproj函數在虛擬現實開發中光照渲染效果代碼的示例：

    void surf (Input IN, inout SurfaceOutputStandard o) {
        // 首先，使用tex2dproj函數對紋理進行轉換變換
        float4 clipPos = UnityObjectToClipPos(IN.uv);
        float projectZ = clipPos.z / clipPos.w;
        float2 projPos = (float2)(clipPos.xy / clipPos.w);
        projPos = ((projPos + 1.0) / 2.0);
        float4 projCoord = float4(projPos, projectZ, 1);
        // 然後，再根據需要實現光照渲染效果
        half3 lightDir = normalize(_LightDirection.xyz);
        half4 c = tex2dproj(_MainTex, UnityObjectToClipPos(projCoord));
        o.Albedo = c.rgb * _Color.rgb;
        o.Metallic = 0.0;
        o.Smoothness = _Glossiness;
        o.Alpha = c.a;
        o.Normal = UnpackNormal(tex2dproj(_BumpMap, UnityObjectToClipPos(projCoord)).xyz);
        half3 worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(o.Normal);//獲取世界坐標系下的片元法向量
        half3 worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, IN.vertex);//獲取世界坐標系下的片元位置坐標
        half3 diffuse = _LightColor0.rgb * (max(0.0, dot(worldNormal, lightDir)) * _LightIntensity0);//計算光照影響效果，實現光照渲染效果
        o.Emission = diffuse.rgb + _EmissionColor.rgb;
    }

四、總結

在UNITY開發中，紋理坐標變換是必不可少的操作。tex2dproj函數可以方便快捷地實現紋理坐標變換功能，在虛擬現實開發中尤為重要。本文通過介紹tex2dproj的基本使用方法，並結合虛擬現實開發中典型的光照渲染效果代碼，詳細闡述了tex2dproj函數在UNITY開發中的應用方法及其重要性。