本文还有配套的精品资源，点击获取

简介：在Unity3D游戏开发中，半球卷屏特效是一种创新的视觉表现技术，通过模拟凸镜视角对屏幕边缘进行非线性扭曲，增强场景的立体感与沉浸感。本资源详细讲解如何利用Shader编程实现该效果，涵盖UV坐标变换、像素扭曲处理及性能优化策略，并结合“ConvexMirror”着色器资源，帮助开发者掌握从原理到实践的完整流程。此特效适用于提升游戏画面表现力，是Unity3D高级视觉技术的典型应用。

1. 半球卷屏特效原理与应用场景

半球卷屏特效的基本概念与视觉机制

半球卷屏特效通过模拟凸面镜的光学特性，对屏幕输出图像进行非线性UV扭曲，使画面中心向外凸起，形成类球面投影的视觉效果。其核心在于将标准屏幕UV坐标映射到一个虚拟的半球表面，再反向采样原画面像素，实现空间变形。

// 示例：基础UV偏移逻辑（片段着色器部分）
float2 uv = i.uv - 0.5;              // 转换至以中心为原点
float r = length(uv);                // 计算径向距离
float2 offset = normalize(uv) * r * curvature; // 应用曲率扭曲

该技术广泛应用于赛车游戏后视镜、科幻HUD界面等场景，既能扩展视野范围，又能增强沉浸感。结合深度纹理还可实现更真实的几何感知扭曲，为后续高级视觉效果提供基础支撑。

2. 凸镜视觉效果的光学与数学基础

在现代计算机图形学中，模拟真实世界中的光学现象是提升视觉沉浸感的关键手段之一。半球卷屏特效作为一类典型的视觉变形技术，其本质是对凸面镜成像特性的数字重构。为了在虚拟渲染环境中精确复现这种广角、外凸的视觉畸变效果，必须深入理解其背后的光学原理与数学建模机制。本章将从物理层面出发，系统阐述凸面镜的光线反射规律，并逐步过渡到三维空间投影变换与非线性UV映射的数学表达，最终为后续Shader实现提供坚实的理论支撑。

2.1 凸面镜成像原理与光线反射模型

凸面镜作为一种常见的曲面反射介质，广泛应用于车辆后视镜、安全监控以及特殊视角装置中。它通过向外弯曲的表面改变入射光的方向，形成一个缩小但视野更广的虚像。这一特性正是半球卷屏特效所模仿的核心视觉特征——即在有限屏幕区域内呈现更大范围的场景信息，同时保持可辨识的空间结构。

2.1.1 凸镜的几何特性与焦距关系

凸面镜的几何形状通常被建模为球体的一部分，其曲率中心位于镜面前方（相对于观察者）。设球面半径为 $ R $，则根据几何光学理论，凸面镜的焦距 $ f $ 满足如下公式：

f = -\frac{R}{2}

负号表示焦点位于镜面之后，属于虚焦点。这意味着所有平行于主轴的入射光线经反射后并不会真正汇聚，而是其反向延长线交于一点。该性质决定了凸面镜无法形成实像，仅能生成正立、缩小的虚像，且像距始终小于物距。

在Unity等3D引擎中，虽然不直接模拟真实的物理镜面材质，但我们可以通过数学方式重建类似的成像行为。例如，在后期处理Shader中设定一个“虚拟凸镜区域”，以该区域中心为原点建立局部坐标系，并依据距离中心的距离动态调整像素采样方向，从而模拟出类似凸镜的广角压缩效果。

下表总结了不同类型镜面的基本光学属性对比，有助于理解为何选择凸面镜作为半球卷屏的基础模型：

镜面类型	曲率方向	焦点位置	成像类型	图像大小变化	典型应用
平面镜	无曲率	无穷远	虚像	等大	日常反射
凹面镜	向内凹	实焦点（前方）	可实可虚	放大或缩小	聚光灯、望远镜
凸面镜	向外凸	虚焦点（后方）	虚像	缩小	后视镜、广角监控

从上表可见，凸面镜因其固有的 视野扩展能力 和 图像稳定性 （不会出现倒像），成为UI级视觉扭曲的理想参考对象。尤其在赛车游戏中，使用凸镜逻辑模拟后视镜可以显著增加驾驶员对车后环境的感知范围，而不会引入复杂的图像翻转问题。

此外，曲率半径 $ R $ 的选取直接影响扭曲强度。较小的 $ R $ 值意味着更强的凸度，导致边缘区域的压缩更加剧烈；反之，较大的 $ R $ 接近平面镜效果。因此，在实际开发中可通过暴露该参数作为Shader变量，允许美术人员动态调节视觉风格。

graph TD
    A[物体发出光线] --> B[撞击凸面镜]
    B --> C{是否平行于主轴?}
    C -->|是| D[反射光线发散]
    C -->|否| E[按反射定律偏转]
    D --> F[反向延长线交汇于虚焦点]
    E --> F
    F --> G[人眼感知虚像]

上述流程图清晰地展示了光线从物体传播至人眼的完整路径。值得注意的是，尽管每条光线的实际路径是发散的，但大脑会将其解释为来自某一点的集中信号，从而形成稳定的虚像感知。这一心理视觉机制为我们用GPU逐像素重定向采样提供了合理性支持。

2.1.2 光线入射角与反射方向的向量计算

在计算机图形学中，光线追踪并非总是可行（尤其在实时渲染中），但我们仍可借助向量代数来近似计算反射方向。给定一个表面法线 $ \vec{N} $ 和入射光方向 $ \vec{L} $（指向光源），反射方向 $ \vec{R} $ 可由以下公式得出：

\vec{R} = 2(\vec{L} \cdot \vec{N})\vec{N} - \vec{L}

此公式基于镜面反射定律：入射角等于反射角，且三者共面。在凸面镜的情况下，每个像素点对应的法线方向不再是统一的（如平面镜那样垂直于屏幕），而是随着其在球面上的位置变化而连续变化。

假设我们正在构建一个以屏幕中心为球心的半球映射区域，则任意像素点 $ P $ 在局部坐标系下的位置可表示为：
\vec{P}_{local} = (u - 0.5, v - 0.5, 0) \times 2
其中 $ u,v \in [0,1] $ 是标准屏幕UV坐标。接着将其归一化并投影到单位半球上：
\vec{N} = \frac{(x, y, \sqrt{1 - x^2 - y^2})}{|\cdot|}

此时得到的 $ \vec{N} $ 即为此点处的表面法线，可用于计算假想视线的反射方向。

下面是一段用于在Fragment Shader中计算反射向量的HLSL代码示例：

float2 uv = i.uv;
float2 centered = (uv - 0.5) * 2.0; // [-1,1] 范围
float x = centered.x;
float y = centered.y;

// 限制在单位圆内
if (x*x + y*y > 1.0) {
    clip(-1); // 裁剪掉外部区域
}

// 构造半球法线
float z = sqrt(1.0 - x*x - y*y);
float3 normal = normalize(float3(x, y, z));

// 假设摄像机沿-z方向观察，视线方向为(0,0,-1)
float3 viewDir = float3(0, 0, -1);
float3 reflectDir = reflect(viewDir, normal);

// 将反射方向映射回UV空间用于采样
float2 distortedUV = 0.5 * float2(reflectDir.x, reflectDir.y) + 0.5;

逐行分析：

• 第1行获取当前像素的标准UV坐标。
• 第2行将其转换为以屏幕中心为原点的归一化坐标，范围为[-1,1]。
• 第4–6行检查当前点是否在有效半球范围内，超出则裁剪。
• 第9–11行构造三维法线向量，利用球面方程求解z分量，确保点落在单位半球上。
• 第14行定义摄像机视线方向（假设正对屏幕）。
• 第15行调用 reflect 函数计算反射方向，这是HLSL内置函数，等价于前述反射公式。
• 最后两行将反射方向的x、y分量重新映射回[0,1]区间，作为新的纹理采样坐标。

该方法虽未考虑深度信息，但在全屏后处理上下文中已足够生成逼真的凸镜扭曲效果。进一步优化时可结合深度缓冲区修正z值，提升远近物体的比例准确性。

2.1.3 虚像形成机制与视角畸变分析

凸面镜所形成的虚像具有以下几个关键特征：

1. 正立但缩小 ：无论物体远近，图像始终保持直立状态，但尺寸随距离增大而减小；
2. 像距小于物距 ：虚像出现在镜面背后，距离比实际物体更近；
3. 边缘严重压缩 ：由于曲率影响，画面四周的内容被高度挤压，产生“桶形畸变”（Barrel Distortion）。

这些特性共同构成了典型的广角视觉体验。在游戏中，我们往往希望保留中央区域的清晰度，同时适度拉伸周边内容以增强空间感。这就要求我们在数学建模时设计合理的畸变函数。

一种常用的畸变建模方式是基于径向距离的非线性缩放。令 $ r = |\vec{P}_{local}| $ 表示某点距中心的距离，则新采样半径 $ r’ $ 定义为：

r’ = k \cdot \arctan(a \cdot r)

其中 $ a $ 控制畸变斜率，$ k $ 用于归一化输出范围。该函数在 $ r=0 $ 处导数较小，避免中心过度扭曲；而在边缘快速增长，实现广角扩展。

下表列出不同畸变函数的性能与视觉表现对比：

函数形式	计算复杂度	中心稳定性	边缘扩展性	是否可逆
$ r’ = r^2 $	低	差	弱	否
$ r’ = \tan(kr) $	高	好	强	是
$ r’ = \arctan(ar) $	中	极好	中等	是
$ r’ = r/(1+cr) $	低	好	中等	是

综合来看， arctan 类函数在精度与效率之间取得了良好平衡，适合移动端实时渲染。此外，其渐进行为能够自然抑制边缘撕裂现象，提高视觉舒适度。

2.2 三维空间到二维屏幕的投影变换

要将三维世界中的场景正确映射到二维屏幕上，并在此基础上施加凸镜变形，必须掌握从世界坐标到屏幕坐标的完整变换链条。这涉及摄像机视锥体、标准化设备坐标（NDC）以及屏幕UV之间的精密对应关系。

2.2.1 摄像机视锥体与NDC坐标系转换

摄像机在Unity中定义了一个视锥体（Frustum），包含近裁剪面、远裁剪面、水平/垂直视场角等参数。当一个顶点从世界空间进入裁剪空间时，需经过模型-视图-投影（MVP）矩阵变换：

\vec{v} {clip} = \mathbf{P} \times \mathbf{V} \times \mathbf{M} \times \vec{v} {world}

其中 $ \mathbf{M} $ 为模型矩阵，$ \mathbf{V} $ 为摄像机视图矩阵，$ \mathbf{P} $ 为投影矩阵（透视或正交）。结果 $ \vec{v}_{clip} $ 处于齐次裁剪空间，随后通过透视除法得到NDC坐标：

\vec{v}_{ndc} = \left( \frac{x}{w}, \frac{y}{w}, \frac{z}{w} \right)

在NDC中，x、y ∈ [-1,1]，z ∈ [0,1]（OpenGL风格）或 [near,far]（DirectX差异）。最终，GPU会将NDC坐标映射到帧缓冲区的像素位置。

对于屏幕后处理而言，我们通常工作在已经完成渲染的最终图像之上，因此可以直接访问NDC坐标或从中推导出UV坐标。例如，在Fragment Shader中，可通过以下方式获得当前像素的NDC位置：

float4 ndcPos = float4(i.uv * 2.0 - 1.0, UNITY_MATRIX_P._m32, 1.0);

此处 i.uv 是插值得到的屏幕UV，乘2减1即转换为NDC的x、y分量。 UNITY_MATRIX_P._m32 提供了投影矩阵的z相关项，有助于恢复深度。

2.2.2 屏幕UV坐标与世界坐标的对应关系

虽然屏幕UV看似简单，但它隐含了完整的摄像机投影信息。通过结合 _CameraDepthTexture 和逆矩阵运算，我们可以将UV反推出世界空间位置：

float depth = SAMPLE_DEPTH_TEXTURE(_CameraDepthTexture, i.uv);
float4 clipSpace = float4(i.uv * 2 - 1, depth, 1);
float4 viewSpace = mul(unity_CameraInvProjection, clipSpace);
float4 worldSpace = mul(unity_CameraToWorld, viewSpace);

这段代码实现了从屏幕UV → 深度采样 → 裁剪空间 → 视图空间 → 世界空间的完整还原过程。这对于需要基于真实几何结构进行扭曲的应用（如动态凸镜）至关重要。

2.2.3 极坐标映射在球面变形中的应用

极坐标系统（$ r,\theta $）在处理圆形对称变形时具有天然优势。将笛卡尔UV转换为极坐标后，可独立控制径向和角向的扭曲行为。

float2 center = float2(0.5, 0.5);
float2 dir = i.uv - center;
float angle = atan2(dir.y, dir.x);
float radius = length(dir);

// 应用非线性扭曲函数
radius = pow(radius, 0.7); // 减缓边缘压缩

dir = float2(cos(angle), sin(angle)) * radius;
float2 newUV = center + dir;

该方法允许开发者灵活设计 $ radius = f(r) $ 函数，实现从轻微鱼眼到强烈球面的效果。配合平滑的边缘衰减（如smoothstep），还能避免突兀的接缝问题。

pie
    title 极坐标扭曲组件占比
    “径向变形” ： 60
    “角度保持” ： 20
    “边缘融合” ： 15
    “噪声扰动” ： 5

该饼图显示，在典型凸镜Shader中，径向变形占据主导地位，说明距离驱动的非线性映射是核心机制。

2.3 半球映射的数学建模

2.3.1 球面参数方程与法线向量推导

单位半球可用参数方程表示为：

\vec{S}(u,v) = (\sin\theta\cos\phi, \sin\theta\sin\phi, \cos\theta)

其中 $ \theta \in [0, \pi/2], \phi \in [0, 2\pi) $。通过对参数求偏导可得切向量，进而叉积获得法线：

\vec{N} = \frac{\partial \vec{S}}{\partial \theta} \times \frac{\partial \vec{S}}{\partial \phi}

实际应用中更常用直接归一化位置向量的方式快速获取法线。

2.3.2 基于距离衰减的扭曲强度函数设计

引入衰减函数 $ w(r) = \text{smoothstep}(inner, outer, r) $，使扭曲仅作用于指定环形区域：

float falloff = smoothstep(0.3, 0.8, radius);
distortedUV = lerp(originalUV, distortedUV, falloff);

这样可在中心保留原始画面，外围逐渐增强扭曲，提升视觉自然度。

2.3.3 非线性UV偏移公式的构建与验证

最终UV偏移公式可综合为：

\Delta \vec{UV} = \vec{d} \cdot k \cdot \frac{r^n}{1 + c r^n}

其中 $ \vec{d} $ 为归一化方向，$ k $ 为强度系数，$ n,c $ 控制曲线形态。通过调节这些参数可在艺术与真实间取得平衡。

2.4 数学模型在Shader中的实现可行性分析

2.4.1 浮点精度对扭曲边缘的影响

在移动GPU上，mediump精度可能导致边缘闪烁或带状伪影。建议关键计算使用highp声明：

highp float2 uv = i.uv; // 防止精度丢失

2.4.2 实时渲染下公式简化的必要性

原始物理模型可能包含昂贵函数（如atan、sqrt）。应优先采用查表法或多项式逼近（如泰勒展开）降低ALU负载，确保60FPS稳定运行。

综上所述，凸镜视觉效果的实现依赖于严谨的光学建模与高效的数学近似。只有深刻理解其底层机制，才能在保证性能的前提下创造出既真实又富有表现力的视觉特效。

3. Unity3D中Shader类型详解（Surface Shader与Vertex Fragment Shader）

在Unity3D图形渲染管线中，着色器（Shader）是实现视觉效果的核心组件。开发者通过编写着色器代码控制GPU如何处理顶点和像素数据，从而生成最终的画面表现。针对不同复杂度和性能需求的项目，Unity提供了多种Shader编写方式，其中最常用的两类为 Surface Shader 和 Vertex Fragment Shader 。这两类着色器在语法抽象层级、编译机制、运行效率以及适用场景上存在显著差异。理解它们各自的结构特点与底层原理，对于高效开发如半球卷屏这类需要精细控制屏幕空间UV映射的后处理特效至关重要。

3.1 Surface Shader的结构与编译流程

Surface Shader是Unity提供的一种高级着色器编写方式，旨在简化光照计算和材质定义过程，尤其适用于基于物理渲染（PBR）的标准表面效果开发。其核心思想是将开发者从繁琐的光照模型手动实现中解放出来，转而专注于“表面属性”的描述——例如颜色、法线、光滑度等。然而，这种高抽象性也带来了对底层渲染流程控制力的削弱，这在实现非标准图像变换（如屏幕扭曲）时成为明显瓶颈。

3.1.1 表面函数（Surface Function）的作用机制

Surface Shader的核心是一个名为 surf 的函数，该函数负责定义物体表面的基本属性。它不直接参与顶点变换或像素采样逻辑，而是由Unity内部系统自动调用，并结合光照模型进行后续处理。

void surf (Input IN, inout SurfaceOutputStandard o)
{
    fixed4 c = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex) * _Color;
    o.Albedo = c.rgb;           // 漫反射颜色
    o.Metallic = _Metallic;     // 金属度
    o.Smoothness = _Glossiness; // 光滑度
    o.Normal = UnpackNormal(tex2D(_BumpMap, IN.uv_BumpMap)); // 法线贴图解包
}

上述代码展示了典型的Surface Function结构。 Input 结构体包含从顶点传递过来的纹理坐标和其他语义数据， inout SurfaceOutputStandard 则是输出结构，用于向光照系统提交表面参数。

逻辑分析与参数说明：

• tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex) ：对主纹理进行采样，获取基础颜色。
• _Color ：材质面板可调节的颜色参数，用于色调调整。
• o.Albedo ：设置漫反射颜色，决定物体在光照下的基础外观。
• UnpackNormal() ：将压缩在RGB通道中的法线贴图还原为三维向量。

此函数本身并不涉及任何顶点位置修改或自定义像素坐标重映射，所有这些操作都由Unity在后台根据所选的光照模型（如Standard、StandardSpecular等）自动生成。

该机制的优点在于极大地减少了开发者编写重复性光照代码的工作量，但缺点是对渲染流程缺乏细粒度控制，无法直接干预片段着色阶段的UV坐标变换，这对于实现半球卷屏所需的逐像素UV偏移极为不利。

3.1.2 Unity自动展开为顶点片段着色器的过程

尽管开发者仅编写了 surf 函数，Unity在编译期间会将其“展开”成完整的Vertex Shader和Fragment Shader。这一过程称为 Shader Generation ，可通过查看编译后的ShaderLab代码观察到。

以下是Unity生成的典型流程：

graph TD
    A[编写Surface Shader] --> B{Unity编译器解析}
    B --> C[提取surf函数]
    C --> D[分析使用光照模型]
    D --> E[生成对应顶点着色器]
    E --> F[生成包含光照计算的片段着色器]
    F --> G[输出最终HLSL程序]
    G --> H[送入GPU执行]

流程图说明：

• 开发者仅需定义表面行为（ surf ），无需关心顶点变换、视角向量、光照方向等底层变量。
• 编译器根据选择的 #pragma surface 指令中的光照模型（如 standard 、 lambert ）自动生成相应的光照计算逻辑。
• 最终生成的Vertex-Fragment Shader包含了完整的MVP矩阵变换、光照衰减、阴影计算等内容。

这种方式极大提升了开发效率，但也意味着开发者无法自由插入自定义的屏幕空间计算逻辑，例如对 v2f 结构体添加额外的屏幕UV坐标，或在Fragment阶段动态修改采样坐标以实现扭曲效果。

3.1.3 使用Limitations：为何不适合复杂屏幕后处理

虽然Surface Shader在静态材质渲染方面表现出色，但在实现像半球卷屏这样的屏幕后处理特效时存在根本性限制：

限制维度	具体问题	影响
UV控制能力	无法直接访问和修改屏幕空间UV	难以实现基于中心点的径向扭曲
数据流透明度	输入/输出结构固定，难以扩展	无法传递深度纹理、摄像机参数等
多Pass支持	自动化多Pass生成，难以定制	不利于实现前向+延迟混合渲染
后期处理集成	不支持GrabPass或RenderTexture采样	无法读取当前帧画面进行扭曲

此外，Surface Shader默认不支持 GrabPass ，这意味着它无法捕获当前屏幕内容并对其进行再加工——而这正是大多数屏幕扭曲特效的基础前提。

因此，在需要精确控制每个像素采样坐标的半球卷屏特效开发中，Surface Shader因其封闭性和自动化特性而不适合作为主要实现手段。

3.2 Vertex Fragment Shader的底层控制优势

与Surface Shader相比，Vertex Fragment Shader（简称VF Shader）是一种更为底层且灵活的着色器编写方式。它要求开发者显式地定义顶点着色器（Vertex Shader）和片段着色器（Fragment Shader），从而获得对整个渲染流水线的完全掌控权。这种模式特别适合实现非标准视觉效果，如屏幕扭曲、热浪扰动、全息投影等。

3.2.1 顶点着色器中传递屏幕坐标的方法

在VF Shader中，顶点着色器不仅负责将顶点从模型空间转换到裁剪空间，还可以预计算并传递关键信息给片段着色器。对于半球卷屏特效而言，一个重要的步骤是在顶点着色器中计算并传递标准化的屏幕UV坐标。

struct appdata
{
    float4 vertex : POSITION;
    float2 uv : TEXCOORD0;
};

struct v2f
{
    float4 pos : SV_POSITION;
    float2 uv : TEXCOORD0;
    float4 screenUV : TEXCOORD1; // 存储屏幕空间UV
};

v2f vert(appdata v)
{
    v2f o;
    o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
    o.uv = v.uv;

    // 计算屏幕空间UV [0,1] 范围
    o.screenUV = ComputeScreenPos(o.pos);
    return o;
}

逻辑分析与参数说明：

• appdata ：接收来自网格的数据，包括顶点位置和原始UV。
• v2f ：顶点到片段的传递结构，新增 screenUV 字段用于传递屏幕坐标。
• UnityObjectToClipPos() ：执行MVP变换，将顶点转换至裁剪空间。
• ComputeScreenPos() ：Unity内置函数，根据裁剪空间位置计算出归一化的屏幕UV（考虑w分量除法）。

该函数返回值经过插值后可在Fragment Shader中直接使用，作为采样原始画面的基础坐标。

这种方法使得开发者可以在Fragment阶段基于摄像机视角动态调整采样点，实现复杂的视觉变形。

3.2.2 片段着色器对逐像素操作的完全掌控

片段着色器是实现半球卷屏特效的关键环节。在这里，可以基于 screenUV 进行任意数学变换，重新计算采样位置，并从渲染纹理中读取颜色值。

sampler2D _MainTex;
float4 _MainTex_TexelSize;

fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
{
    float2 center = float2(0.5, 0.5); // 卷屏中心
    float2 dir = i.screenUV.xy / i.screenUV.w - center;
    float dist = length(dir);

    if (dist < 0.5)
    {
        float radius = 0.5;
        float factor = sqrt(radius * radius - dist * dist);
        float2 offset = dir * (1 - factor / radius);
        float2 sampleUV = center + offset;
        return tex2D(_MainTex, sampleUV);
    }
    else
    {
        return tex2D(_MainTex, i.screenUV.xy / i.screenUV.w);
    }
}

逻辑分析与参数说明：

• _MainTex ：存储抓取的屏幕纹理（通常通过GrabPass或_CameraDepthTexture绑定）。
• _MainTex_TexelSize ：纹理像素尺寸信息，可用于边缘锐化或降噪。
• dir ：从中心点指向当前像素的方向向量。
• dist ：当前像素到中心的距离，用于判断是否在卷屏范围内。
• factor ：利用勾股定理模拟球面高度，形成凸起效果。
• offset ：根据球面投影计算UV偏移量，越靠近边缘偏移越大。
• sampleUV ：新的采样坐标，实现向外凸出的视觉扭曲。

此算法本质上是在二维平面上模拟三维半球投影，使画面呈现出类似凸面镜的广角变形。

该实现充分体现了VF Shader的优势： 完全自主的UV重映射能力 ，这是Surface Shader无法轻易达成的。

3.2.3 自定义语义绑定与数据流管理

VF Shader允许开发者自由定义输入输出结构中的语义绑定，从而实现更高效的数据传输。例如，除了标准UV外，还可传递世界法线、视角向量、深度信息等。

struct v2f
{
    float4 pos : SV_POSITION;
    float2 uv : TEXCOORD0;
    float3 worldPos : TEXCOORD1;
    float3 viewDir : TEXCOORD2;
};

通过在顶点着色器中填充这些字段：

o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;
o.viewDir = WorldSpaceViewDir(v.vertex);

可在Fragment阶段结合深度纹理（_CameraDepthTexture）进行更精确的空间重建，进一步提升扭曲的真实感。

3.3 不同Shader类型在半球卷屏中的适用性对比

为了更清晰地评估两种Shader类型在半球卷屏特效中的实际应用价值，以下从多个维度进行系统性对比。

对比维度	Surface Shader	Vertex Fragment Shader
UV控制精度	低（受限于光照系统）	高（可自定义任意映射）
屏幕采样支持	不支持GrabPass	支持RenderTexture/GrapPass
开发灵活性	中等（依赖编译指令）	极高（完全手写）
性能开销	较高（自动生成冗余代码）	可优化（精简无用计算）
学习曲线	低（适合初学者）	高（需掌握HLSL/GPU流程）
适用场景	标准材质、光照模型	后处理、特殊视觉效果

3.3.1 Surface Shader实现扭曲的局限性分析

尝试在Surface Shader中实现半球卷屏会导致如下问题：

• 无法访问 ComputeScreenPos 输出的齐次坐标 ：因为Unity会在内部处理光照，导致 screenUV.w 被提前除掉，失去透视校正能力。
• 不能使用 tex2Dproj 进行投影采样 ：某些优化技巧在Surface中不可用。
• GrabPass需绕道处理 ：必须配合独立的Shader Pass才能生效，增加了复杂度。

即使强行加入 #pragma multi_compile_fog 或 #pragma target 3.0 也无法解决根本问题—— 缺乏对片段着色器执行路径的直接控制 。

3.3.2 Vertex Fragment Shader支持任意UV重映射的能力

VF Shader的最大优势在于其开放性。开发者可以：

• 在顶点着色器中预计算极坐标系下的角度与半径；
• 在片段着色器中应用非线性函数（如指数衰减、贝塞尔曲线）调节扭曲强度；
• 结合时间变量实现动画化卷边效果；
• 引入噪声纹理增加真实感抖动。

例如，改进版的UV偏移公式：

float t = _Time.y;
float noise = tex2D(_NoiseTex, i.screenUV.xy * 2.0 + t).r;
float strength = _DistortionStrength * (1.0 + sin(t) * 0.2 + noise * 0.1);
float2 offset = dir * strength * (1.0 - pow(dist/radius, 2));

逻辑分析：

• 利用 _Time.y 引入时间变化，使扭曲轻微波动。
• 添加噪声纹理模拟镜面微颤，增强物理真实感。
• 使用平方衰减函数让边缘过渡更自然。

此类高级效果只能在VF Shader中稳定实现。

3.3.3 性能开销与开发效率的权衡考量

虽然VF Shader功能强大，但也带来更高的维护成本：

• 更容易出现精度误差（如浮点溢出、w=0异常）；
• 需要手动管理多平台兼容性（如移动端GLSL ES）；
• 编写调试周期较长。

相比之下，Surface Shader更适合快速原型验证。但在生产级项目中，尤其是追求极致视觉表现的游戏或VR应用， 推荐优先采用Vertex Fragment Shader 来确保技术上限。

3.4 Shader变体编译与平台兼容性设置

在跨平台发布时，Shader的编译行为直接影响加载速度与运行效率。Unity会对每个Shader生成多个“变体”（Shader Variants），以应对不同的光照、雾效、关键字组合等情况。

3.4.1 多Pass渲染与关键字剔除策略

对于半球卷屏特效，可能涉及多个渲染Pass：

Pass
{
    Name "Grab"
    GrabPass { "_ConvexBlurTex" }
}

Pass
{
    Name "Distort"
    CGPROGRAM
    #pragma vertex vert
    #pragma fragment frag
    #pragma multi_compile _ USE_NOISE_MAP
    #pragma multi_compile _ ENABLE_FOG
    ENDCG
}

说明：

• 第一个Pass使用 GrabPass 捕获屏幕内容到纹理 _ConvexBlurTex 。
• 第二个Pass执行扭曲计算，通过 #pragma multi_compile 生成不同配置的变体。
• 若未启用噪声或雾效，应通过 ShaderVariantCollection 剔除无用变体，减少内存占用。

建议在项目后期使用 GraphicsSettings.useScriptableRenderPipelineBatching 和 Shader.WarmupAllShaders() 预热关键变体，避免运行时卡顿。

3.4.2 移动端GLSL与HLSL的差异处理

不同平台使用的着色语言略有不同：

平台	着色语言	注意事项
PC/Mac	HLSL (.cginc)	使用 UnityObjectToClipPos
iOS/Android	GLSL ES	需启用 #pragma glsl
WebGL	GLSL	精度限定符必须明确（ lowp , mediump ）

为保证兼容性，应在头文件中统一宏定义：

#ifdef SHADER_API_MOBILE
    #define SAMPLE_TEXTURE2D(tex, sampler, coord) tex2Dlod(tex, float4(coord, 0, 0))
#else
    #define SAMPLE_TEXTURE2D(tex, sampler, coord) tex2D(tex, coord)
#endif

同时避免使用PC专用函数（如 lerpfast ），确保在低端设备上也能正常运行。

综上所述，Vertex Fragment Shader以其强大的控制能力和高度可定制性，成为实现半球卷屏特效的最佳选择；而Surface Shader则更适合常规光照材质开发。合理选用Shader类型，是构建高性能、高质量视觉系统的基石。

4. 自定义Shader编写实现屏幕扭曲

在现代游戏图形渲染中，屏幕后处理（Post-Processing）技术已成为实现高级视觉效果的核心手段之一。半球卷屏特效作为一类典型的非线性空间变形技术，其核心在于对原始渲染画面的像素坐标进行重映射，从而模拟出凸面镜所呈现的广角反射效果。要精确控制这种扭曲行为，必须绕过Unity默认光照流水线的限制，采用底层可控性更强的Vertex Fragment Shader模式进行自定义着色器开发。本章将从整体架构设计出发，深入剖析如何通过手动编写的HLSL代码，在Unity环境中实现一个高效、可调节的半球卷屏Shader，并详细解析其中关键的空间变换逻辑与像素采样策略。

4.1 半球卷屏Shader的整体架构设计

构建一个完整的屏幕扭曲Shader需要清晰的数据输入结构、合理的渲染流程组织以及对Unity内置资源的有效集成。该Shader本质上是一个全屏后处理着色器，运行于主摄像机完成场景绘制之后，通过对 _CameraColorTexture 的逐像素采样并应用UV偏移算法来达成视觉扭曲效果。整个架构围绕三个核心模块展开：参数定义、坐标变换系统和纹理采样逻辑。

4.1.1 输入参数定义：强度、中心点、半径范围

为了使Shader具备良好的交互性和适配能力，首先需在Properties块中声明一系列外部可调参数：

Properties {
    _MainTex ("Base Image", 2D) = "white" {}
    _DistortionStrength ("Distortion Strength", Range(0.5, 2.0)) = 1.0
    _Center ("Distortion Center", Vector) = (0.5, 0.5, 0, 0)
    _Radius ("Distortion Radius", Float) = 0.4
}

参数名	类型	含义	推荐取值范围
_DistortionStrength	Range(0.5, 2.0)	控制球面凸起程度，数值越大形变越剧烈	0.8 ~ 1.5
_Center	Vector	屏幕空间中的扭曲中心点（以UV坐标系为基准）	(0.5, 0.5)为中心
_Radius	Float	扭曲影响区域的半径（归一化UV单位）	0.2 ~ 0.6

这些参数可通过材质面板直接调整，也可由脚本动态驱动，是实现动画化或响应式特效的基础。例如，在赛车游戏中当车辆转向时，可通过脚本实时更新 _Center 值以模拟后视镜视角偏移。

4.1.2 渲染纹理采样与_CameraDepthTexture集成

虽然半球卷屏主要作用于颜色纹理，但在某些高级应用中（如边缘遮挡判断或深度感知扭曲），引入深度信息能显著提升真实感。Unity提供 _CameraDepthTexture 自动绑定当前摄像机的深度图，可在Shader中启用并采样：

sampler2D _CameraDepthTexture;
float _InvFadeScale;

struct v2f {
    float4 pos : SV_POSITION;
    float2 uv : TEXCOORD0;
    float4 screenPos : TEXCOORD1;
};

顶点着色器中传递屏幕位置：

v2f vert(appdata_img v) {
    v2f o;
    o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
    o.uv = v.texcoord;
    o.screenPos = ComputeScreenPos(o.pos);
    return o;
}

片段着色器中解码深度：

float depth = LinearEyeDepth(SAMPLE_DEPTH_TEXTURE_PROJ(_CameraDepthTexture, i.screenPos));

代码逻辑分析 ：
- ComputeScreenPos() 将裁剪空间坐标转换为带透视校正的屏幕坐标。
- SAMPLE_DEPTH_TEXTURE_PROJ 是Unity封装的宏，用于正确处理投影纹理查找。
- LinearEyeDepth() 将深度缓冲值还原为眼睛空间距离，便于后续基于距离的衰减计算。

此机制允许开发者根据物体远近决定扭曲强度——例如远处景物保持轻微变形而近处物体产生更强拉伸感，增强立体错觉。

4.1.3 利用_ScreenParams获取分辨率适配信息

在处理屏幕空间操作时，了解当前渲染目标的实际尺寸至关重要。Unity自动填充 _ScreenParams 变量，其x、y分量表示屏幕宽度和高度，z、w为倒数：

float4 _ScreenParams; // x: width, y: height, z: 1/width, w: 1/height

这一特性可用于精确计算像素步长或执行抗锯齿补偿。例如，在实现径向模糊辅助效果时：

float2 pixelStep = 1.0 / _ScreenParams.xy;
uv += pixelStep * someOffsetFactor;

此外，结合 _ScreenParams 可实现分辨率无关的设计，确保在不同设备上（如PC与移动端）均能维持一致的扭曲比例。

graph TD
    A[Start] --> B{Is Post-Process?}
    B -- Yes --> C[Sample _CameraColorTexture]
    B -- No --> D[Render Scene First]
    D --> C
    C --> E[Transform UV via Polar Mapping]
    E --> F[Apply Distortion Formula]
    F --> G[Optional Depth Test]
    G --> H[Output Final Color]
    H --> I[End]

该流程图展示了半球卷屏Shader的标准执行路径：先确认是否处于后处理阶段，再依次完成纹理采样、坐标变换、扭曲计算与最终输出。每个环节都依赖前一步的结果，形成闭环的数据流管道。

4.2 UV坐标空间变换技术

实现视觉扭曲的关键在于对原始UV坐标的重新映射。标准的屏幕UV范围为 [0,1]×[0,1]，若直接在此空间内进行极坐标运算会导致中心不对称问题。因此必须先将其转换为以指定中心为原点的局部坐标系，再施加球面投影公式。

4.2.1 将标准UV转换为以中心为原点的局部坐标系

原始UV通常由顶点着色器传入，表示当前像素在屏幕上的相对位置。为了建立以 _Center 为原点的笛卡尔坐标系，需执行平移操作：

float2 uv = i.uv;
float2 centerOffset = uv - _Center;

此时 centerOffset 的取值范围约为 [-0.5, 0.5]，代表从中心指向当前像素的向量。该向量将成为后续极坐标转换的基础。

参数说明 ：
- uv : 当前像素的标准化屏幕坐标（左下角为(0,0)，右上角为(1,1)）
- _Center : 用户设定的扭曲中心，常用于UI元素定位或摄像头偏移匹配
- centerOffset : 相对于中心的偏移向量，用于计算距离和角度

该步骤虽简单，却是所有空间变换的前提。若忽略中心偏移，扭曲效果将始终固定在画面中央，无法灵活适配复杂布局需求。

4.2.2 引入极坐标进行径向距离计算

在获得局部直角坐标后，下一步是将其转为极坐标形式 (r, θ) ，以便按半径施加非线性扭曲：

float r = length(centerOffset);
float theta = atan2(centerOffset.y, centerOffset.x);

• length() 计算向量模长，即当前像素到中心的距离
• atan2() 返回弧度制下的方位角，覆盖完整360°范围

随后可根据 _Radius 对作用域进行限制：

if (r > _Radius) {
    return tex2D(_MainTex, uv); // 超出范围则不扭曲
}

这使得扭曲仅作用于圆形区域内，避免全屏失真带来的不适感。

径向区间	扭曲行为	应用场景
r < 0.3×_Radius	强烈压缩，中心像素密集	模拟高曲率镜片中心
0.3×_Radius ≤ r < _Radius	渐进拉伸，边缘扩展	还原真实凸镜边缘畸变
r ≥ _Radius	无变化	保持背景完整性

4.2.3 应用球面投影公式生成新的采样UV

最核心的数学模型来自球面参数化映射。设想一个以中心为顶点的半球体，其表面上每一点向下投影至平面，即可得到新的采样位置。设归一化后的径向比为 d = r / _Radius ，则新半径 r_new 可定义为：

float d = r / _Radius;
float r_new = d * _DistortionStrength;
r_new = r_new > 1.0 ? 1.0 : r_new; // 防止溢出
r_new = sqrt(1.0 - pow(1.0 - r_new, 2)); // 半球根号映射

该公式来源于单位半球方程 $ z = \sqrt{1 - x^2 - y^2} $，通过提升中心区域的高度值来模拟凸起。最终的新UV为：

float2 newUv = _Center + normalize(centerOffset) * r_new * _Radius;
float4 color = tex2D(_MainTex, newUv);

代码逻辑分析 ：
- normalize(centerOffset) 获取方向向量，确保只改变长度不影响方向
- * r_new * _Radius 将归一化结果还原至实际UV空间
- 最终采样点沿原方向向外推移，形成“向外鼓起”的视觉感受

flowchart LR
    subgraph UV Transformation Pipeline
        A[Original UV] --> B[Subtract Center]
        B --> C[Convert to Polar Coordinates]
        C --> D[Map r to Spherical Height]
        D --> E[Reconstruct Cartesian Offset]
        E --> F[Add Back Center]
        F --> G[New Sampling UV]
    end

此流程图清晰地展现了从原始UV到新采样点的完整变换链条。每一阶段都有明确的几何意义，构成了可解释性强且易于调试的技术框架。

4.3 屏幕空间像素采样与颜色扭曲处理

完成UV重映射后，下一步是在新坐标处采样原始图像，并结合多种视觉增强技术优化最终输出质量。

4.3.1 使用tex2D函数进行原始画面采样

Unity中使用 tex2D(sampler, uv) 宏完成纹理采样：

float4 color = tex2D(_MainTex, newUv);

需要注意的是， _MainTex 在后期处理中通常绑定为 _CameraColorTexture ，即主摄像机的帧缓冲输出。由于涉及非整数UV查找，GPU会自动启用双线性插值以减少锯齿。

性能提示 ：
- 若开启MSAA多重采样抗锯齿，应配合 tex2Dlod 或显式Mipmap选择避免异常
- 移动端建议关闭各向异性过滤以节省带宽

4.3.2 边缘渐变融合：Alpha混合与遮罩控制

突兀的扭曲边界易破坏沉浸感。为此应添加平滑过渡：

float edgeMask = smoothstep(_Radius * 0.9, _Radius, r);
color.rgb = lerp(color.rgb, tex2D(_MainTex, uv).rgb, edgeMask);

• smoothstep(a,b,x) 在[a,b]区间内生成S型插值，实现软过渡
• lerp() 混合原始与扭曲颜色，越靠近边缘越接近原图

亦可引入外部遮罩纹理：

sampler2D _MaskTex;
float maskValue = tex2D(_MaskTex, uv).r;
color *= maskValue;

适用于不规则形状的扭曲区域（如椭圆后视镜、异形HUD窗口）。

4.3.3 添加噪声扰动提升真实感

真实镜面存在微小震动或材质不均，可通过周期性噪声模拟：

float noise = sin(_Time.y * 10.0 + uv.x * 100.0) * 0.01;
newUv += float2(noise, -noise);

更高级方案可采样Perlin噪声图：

float2 noiseUV = uv * 5.0 + _Time.xx;
float2 jitter = (tex2D(_NoiseTex, noiseUV).xy - 0.5) * 0.05;
newUv += jitter * (1.0 - d); // 中心抖动大，边缘小

参数说明 ：
- _Time.xx : Unity内置时间变量，用于驱动动画
- * 0.05 : 控制抖动幅度，过大将导致画面晃动
- (1.0 - d) : 衰减因子，保证边缘稳定

此技术广泛用于模拟热浪、水汽蒸腾等环境扰动效果，扩展性强。

技术	效果特征	性能成本
Smoothstep边缘融合	视觉柔和，无硬边	极低
外部遮罩纹理	支持任意形状	中等（额外采样）
动态噪声扰动	增强物理真实感	较高（尤其移动平台）

4.4 ConvexMirror着色器资源解析与参数调整

开源项目中的ConvexMirror Shader通常包含多个优化层级，理解其变量含义有助于快速定制。

4.4.1 开源项目中关键变量的意义解读

常见命名规范如下：

变量名	含义	示例值
_Curvature	曲率系数，替代强度参数	0.8
_EdgeFalloff	边缘衰减斜率	0.1
_ResolutionCompensation	分辨率补偿因子	1.0/_ScreenParams.x

部分高级版本还包含 _ReflectionCubemap 用于模拟金属反光，适用于科幻风格HUD。

4.4.2 动态调节曲率系数实现不同凸度效果

通过脚本暴露属性接口：

public Material convexMat;
public float curvature = 1.0f;

void Update() {
    convexMat.SetFloat("_DistortionStrength", curvature);
}

利用Slider控件实现实时预览，极大提升迭代效率。

4.4.3 参数动画化：通过脚本驱动Shader.PropertyToID

为提高性能，建议缓存属性ID：

int strengthID = Shader.PropertyToID("_DistortionStrength");

void SetDistortion(float val) {
    convexMat.SetFloat(strengthID, val);
}

PropertyToID 将字符串哈希为整数，避免每次查找开销，特别适合高频更新场景（如驾驶时镜面震动反馈）。

| 方法 | 调用频率 | 推荐使用方式 |
|------|----------|--------------|
| `material.SetFloat("_Name", val)` | 低频（<10Hz） | 快速原型 |
| `Shader.PropertyToID + SetFloat(id, val)` | 高频（>30Hz） | 发布版本首选 |

5. 半球卷屏特效在游戏场景中的集成与实战应用

5.1 Unity后期处理堆栈（Post-Processing Stack）集成

在Unity中实现半球卷屏特效，最高效的方式之一是将其集成到现代渲染管线（URP或HDRP）的 后期处理堆栈（Post-Processing Stack v2+） 中。通过自定义 Custom Pass ，开发者可以在特定渲染阶段注入屏幕扭曲逻辑，从而实现灵活且高性能的应用。

配置Volume与Renderer Feature的绑定流程

首先需创建一个 Volume 对象并挂载至场景中的特定区域或摄像机。若希望特效全局生效，可设置为“Global”，否则使用“Is Global = false”限定影响范围：

// C#脚本：动态控制后处理体积
using UnityEngine;
using UnityEngine.Rendering;
using UnityEngine.Rendering.Universal;

public class ConvexDistortionVolume : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private VolumeProfile profile;
    private void Start()
    {
        var volume = gameObject.AddComponent<Volume>();
        volume.profile = profile;
        volume.isGlobal = true;
    }
}

接着，在URP Renderer Asset中添加 Custom Renderer Feature ，用于插入自定义Shader Pass：

步骤说明：
1. 创建 Universal Render Pipeline Asset（若未存在）
2. 打开 Renderer 选项卡 → Add Renderer Feature → New Custom Pass
3. 设置 Execution Point: After Rendering Opaques 或 Before Transparent
4. 指定 Shader 和 Pass 名称（如 "Hidden/ConvexMirror"）
5. 绑定 Texture Input Mode: Camera Color Texture

在URP/HDRP管线中启用自定义Pass

在Shader中定义正确的Pass类型以兼容SRP Batcher：

// HLSL 片段：Shader Pass声明
Pass
{
    Name "ConvexDistortion"
    Tags { "LightMode" = "UniversalForward" }

    HLSLPROGRAM
    #pragma vertex Vert
    #pragma fragment Frag
    #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"

    float _DistortionIntensity;
    float2 _CenterUV;
    float _Radius;

    struct Attributes
    {
        float4 positionOS   : POSITION;
        float2 uv           : TEXCOORD0;
    };

    struct Varyings
    {
        float4 positionCS   : SV_POSITION;
        float2 uv           : TEXCOORD0;
    };

    Varyings Vert(Attributes IN)
    {
        Varyings OUT;
        OUT.positionCS = TransformObjectToHClip(IN.positionOS.xyz);
        OUT.uv = IN.uv;
        return OUT;
    }

    TEXTURE2D(_MainTex); SAMPLER(sampler_MainTex);

    float4 Frag(Varyings IN) : SV_Target
    {
        float2 dir = IN.uv - _CenterUV;
        float dist = length(dir);
        if (dist < _Radius)
        {
            float factor = 1.0 - smoothstep(0.0, _Radius, dist);
            float offset = _DistortionIntensity * factor;
            float2 normDir = normalize(dir);
            float2 sampleUV = IN.uv - normDir * offset;
            return SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, sampleUV);
        }
        return SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, IN.uv);
    }
    ENDHLSL
}

实现全屏或局部区域应用特效的选择逻辑

可通过引入遮罩纹理 _MaskTex 控制作用区域：

参数名	类型	描述
_DistortionMask	Texture2D	权重图，决定扭曲强度分布
_ApplyFullScreen	Float	开关：1=全屏，0=仅遮罩区域
_BlendMode	Int	0=叠加，1=乘法混合

结合C#脚本动态切换：

Material material = new Material(shader);
material.SetTexture("_MaskTex", maskTexture);
material.SetFloat("_ApplyFullScreen", useFull ? 1f : 0f);

5.2 特效性能优化策略与渲染效率提升

降低分辨率渲染：RenderTexture降采样技术

对于后视镜等小尺寸UI元素，可大幅降低 RenderTexture 分辨率以节省填充率：

RenderTexture rt = new RenderTexture(256, 256, 16);
rt.useMipMap = false;
rt.autoGenerateMips = false;
Graphics.Blit(source, rt, distortionMaterial);

典型配置对比表如下：

分辨率	像素数	GPU填充负载（相对）	适用场景
1920×1080	~2.1M	100%	主相机后处理
512×512	~262K	12.5%	后视镜显示
256×256	~65K	3%	小型HUD组件

GPU Instancing与批处理优化建议

虽然屏幕后处理本身不涉及几何实例化，但在多摄像机系统（如车内多视角）中，共享材质参数可减少Draw Call：

// 使用MaterialPropertyBlock避免材质复制
MaterialPropertyBlock mpb = new MaterialPropertyBlock();
mpb.SetTexture("_MainTex", renderTexture);
renderer.SetPropertyBlock(mpb);

避免过度绘制的Masking与Layer Culling方案

利用Unity的 Layer Cull Distances 和 Occlusion Culling 机制，关闭远处车辆的后视镜渲染：

Camera mirrorCam = GetComponent<Camera>();
mirrorCam.cullingMask = LayerMask.GetMask("Vehicle", "Environment");
mirrorCam.depth = 1;

同时使用Stencil Buffer标记有效区域：

Stencil
{
    Ref 1
    Comp Equal
    Pass Keep
}

5.3 实战案例：赛车游戏中后视镜系统的构建

创建独立摄像机捕捉车后视野

创建子摄像机挂载于车体后部：

GameObject mirrorCamObj = new GameObject("RearViewCam");
Camera mirrorCam = mirrorCamObj.AddComponent<Camera>();
mirrorCam.fieldOfView = 100f;
mirrorCam.nearClipPlane = 0.5f;
mirrorCam.farClipPlane = 100f;
mirrorCam.targetTexture = RenderTexture.GetTemporary(512, 256, 16);

将渲染纹理应用于UI RawImage并施加扭曲

在Canvas上放置RawImage，并绑定扭曲材质：

rawImage.material = distortionMat;
distortionMat.SetTexture("_MainTex", mirrorCam.targetTexture);

同步主摄像机旋转实现动态视角追踪

实时同步主视角偏航角：

void Update()
{
    float yaw = mainCameraTransform.eulerAngles.y;
    mirrorCamObj.transform.eulerAngles = new Vector3(0, yaw + 180f, 0);
}

5.4 扩展应用：VR界面与科幻HUD的设计创新

在头显环境中维持畸变一致性

VR设备自带光学畸变校正，因此必须确保半球卷屏方向与其匹配：

if (XRSettings.enabled)
{
    _shaderMaterial.EnableKeyword("VR_DISTORTION_COMPENSATE");
}

使用左右眼分别计算UV偏移，防止立体感失真。

结合粒子系统打造沉浸式交互反馈

当玩家注视后视镜时激活扰动效果：

graph TD
    A[Player Gaze Detected] --> B{Within Mirror Bounds?}
    B -- Yes --> C[Trigger Particle System]
    C --> D[Emit Disturbance Particles]
    D --> E[Modify _DistortionIntensity via Shader]
    E --> F[Animate Back to Rest State]
    B -- No --> G[Do Nothing]

支持参数动画化：

float targetIntensity = gazeOver ? 0.8f : 0.3f;
currentIntensity = Mathf.Lerp(currentIntensity, targetIntensity, Time.deltaTime * 5f);
_shaderMaterial.SetFloat("_DistortionIntensity", currentIntensity);

本文还有配套的精品资源，点击获取

简介：在Unity3D游戏开发中，半球卷屏特效是一种创新的视觉表现技术，通过模拟凸镜视角对屏幕边缘进行非线性扭曲，增强场景的立体感与沉浸感。本资源详细讲解如何利用Shader编程实现该效果，涵盖UV坐标变换、像素扭曲处理及性能优化策略，并结合“ConvexMirror”着色器资源，帮助开发者掌握从原理到实践的完整流程。此特效适用于提升游戏画面表现力，是Unity3D高级视觉技术的典型应用。

本文还有配套的精品资源，点击获取