了解tex2dproj：UNITY中的纹理坐标变换函数

一、tex2dproj的基本介绍

在UNITY开发者日常工作中，有很多纹理相关操作，其中必不可少的一个函数就是tex2dproj。这个UNITY内置函数可以实现纹理坐标变换，主要支持在使用投影视图时进行投影及变换处理。实际上，tex2dproj内部实现中就包含了一个标准的矩阵运算函数，这使得纹理坐标可以很方便地映射到目标物体表面上。

通常在进行UNITY开发时，tex2dproj一般用在Shader代码中，通过使用tex2dproj函数可以将纹理在物体表面上进行对应的变换映射，实现此类效果。尤其是在进行虚拟现实开发时，tex2dproj也扮演着越来越重要的角色。

二、tex2dproj函数使用方法

tex2dproj函数的使用非常简单。其函数原型如下：

    tex2dproj (sampler2D samp, float3 proj);

函数的第一个参数是纹理贴图对应的sampler2D变量。第二个参数是一个float3类型的参数proj，用来存储需要变换的纹理坐标。tex2dproj函数的返回值是一个float4类型的颜色值。

在使用tex2dproj函数时，我们需要先将需要转换的纹理坐标进行对应的处理。这里可以通过UNITY内置的矩阵运算来实现。为了对纹理中的坐标进行处理，首先需要定义一个用于进行纹理坐标变换的矩阵

    float4x4 _UnityMatrixProjection;

通过对该矩阵的初始化操作，就可以将纹理坐标进行对应的变换。具体代码实例如下：

    float4 clipPos = UnityObjectToClipPos(i.uv);//根据当前表面UV位置获取裁剪坐标
    float projectZ = clipPos.z / clipPos.w;
    float2 projPos = (float2)(clipPos.xy / clipPos.w);//得到（-1，1）间的XY数值，等同于Unity中的ndc值
    projPos = ((projPos + 1.0) / 2.0);//将(-1,1)间的值转换为(0,1)之间的坐标
    float4 projCoord = float4(projPos, projectZ, 1);//将片元坐标值转换为合适的值，并使用float4类型存储
    float4 clipPos = tex2dproj(_MainTex, UnityObjectToClipPos(projCoord)) * _Color.rgb;//获取物体表面对应的颜色值

三、tex2dproj函数在虚拟现实开发中的应用

在虚拟现实开发中，纹理坐标变换是非常常见的操作。比如，当我们需要在虚拟现实中实现光照效果时，就需要对表面纹理进行变换处理。在这种情况下，对纹理坐标进行看向点（例如头部位置）的变换映射就很重要。这时候，tex2dproj函数就可以发挥出其在UNITY开发中的重要作用。

下面是tex2dproj函数在虚拟现实开发中光照渲染效果代码的示例：

    void surf (Input IN, inout SurfaceOutputStandard o) {
        // 首先，使用tex2dproj函数对纹理进行转换变换
        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);
        // 然后，再根据需要实现光照渲染效果
        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);//获取世界坐标系下的片元法向量
        half3 worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, IN.vertex);//获取世界坐标系下的片元位置坐标
        half3 diffuse = _LightColor0.rgb * (max(0.0, dot(worldNormal, lightDir)) * _LightIntensity0);//计算光照影响效果，实现光照渲染效果
        o.Emission = diffuse.rgb + _EmissionColor.rgb;
    }

四、总结

在UNITY开发中，纹理坐标变换是必不可少的操作。tex2dproj函数可以方便快捷地实现纹理坐标变换功能，在虚拟现实开发中尤为重要。本文通过介绍tex2dproj的基本使用方法，并结合虚拟现实开发中典型的光照渲染效果代码，详细阐述了tex2dproj函数在UNITY开发中的应用方法及其重要性。