一個簡單有趣的「黑洞」效果

註：如果gif不能動，就點開等一會兒，如果還是不能動，我也沒轍。

這個效果純粹是做著玩兒。這裡只講原理，大部分代碼都有優化的空間。需要用的同學請自行優化。

這個效果最簡單的原理，就是判斷多邊形的頂點和「黑洞」(圖中的圓球)之間的距離。當兩者距離越近，頂點向「黑洞」偏移的量就越大。所以我們能看出來，這個效果主要集中在shader的Vertex函數部分。

首先寫一個簡單的腳本，在update的時候向多邊形的material傳一個變數_BlackHolePos，即「黑洞」的世界位置。如果「黑洞」位置是不變的，也可以考慮在初始化的時候直接傳給material。這樣就不必每幀都做這個工作了。

這裡有一個需要注意的點，就是this.GetComponent<Renderer>()這句。如果確定是meshrenderer或者skinnedMeshRenderer就去GetComponent這兩個類。如果不能確定，簡單的做法就是直接GetComponent Renderer這個基類。

接下來就是shader代碼的 部分。首先獲取當前頂點的世界位置：

fixed4 oriWorldPos = mul(unity_ObjectToWorld , i.pos); n

接下來獲取該頂點的世界位置與「黑洞」的世界位置之間的距離:

fixed dis = distance (oriWorldPos , _BlackHolePos);n

同時聲明一個修改之後的世界位置worldPos，暫時將oriWorldPos的值賦給它。

fixed4 worldPos = oriWorldPos;n

準備工作都做好了，接下來就是考慮拉伸這個頂點的工作了。首先我們先劃定一個範圍_Range，並將該效果限制在距離「黑洞」這個範圍之內才會顯示。如果不做這一步的話可能會出現一些意想不到的結果。

之後將主要的計算都放在if (dis < _Range) {}內。

現在要考慮的是偏移該頂點的量。這裡涉及到兩個變數：一個是該頂點在世界坐標系中偏移的方向；另一個是該頂點在世界坐標系中偏移的距離。

其中方向向量是normalize(_BlackHolePos - worldPos.xyz)。已知兩點求向量這個是中學數學，不多贅述。

而偏移量的問題，我們要這麼考慮，當該頂點距離「黑洞」越近的時候，其在已知向量上移動的距離數值就越大。其中該頂點距離「黑洞」的距離是已知的dis。而dis的範圍是0到_Range。換句話說，當該頂點受到影響最小的時候，是dis=_Range的時候；而受到影響最大的時候，dis=0的時候。所以說該頂點與「黑洞」的距離關係,可以用_Range - dis來表示。

有了方向和距離之後，那麼將該頂點位置加上計算得出的偏移，就是新頂點的位置:

worldPos.xyz += normalize(_BlackHolePos - worldPos.xyz) * (_Range - dis);n

如果你以為這樣就大功告成，那就大錯特錯了。因為一個大大的「驚喜」正等著你。

如圖所示，當角色與「黑洞」距離非常近的時候，會出現一個十分詭異的形變。

主要的原因是該頂點經過偏移之後，跑到了「黑洞」的另一側。而事實上我們需要的是所有的頂點，都保持在該多邊形自己這一側。

如上圖，第二種情況是我們希望得到的結果，而第一種卻是錯誤的效果。如何避免出現第一種情況？

看上圖，如果是我們希望的效果，那麼向量頂點->黑洞的方向，與向量黑洞->新頂點的方向相反；反之則是第一種情況。既然如此，那麼我們就先算出這兩個向量之後再dot一下，通過兩個向量的夾角就能知道這兩個向量的方向是相同還是相反。如果相同(也就是我們不想要的結果)，那麼就把該頂點的位置直接放在「黑洞」的位置上——也就相當於該頂點完全被「黑洞」吞噬的效果。

if (dot((oriWorldPos - _BlackHolePos) , (_BlackHolePos - worldPos)) > 0)n{n worldPos.xyz = _BlackHolePos;n}n

我要強調的是，這裡我只寫一種最簡單的方法，看起來確實有點蠢。我相信肯定有更高明的演算法。還是那句話，優化的事兒留給大家自己做作業吧。

到此這個Shader就已經完成了。整個VS代碼如下: