X-Ray扫描动效可以打造成开机动画、汽车自检等场景吗

x-ray扫描动效是影视中常见的特效,变形金刚电影中汽车人扫描汽车变身的镜头让人印象深刻,科技感扑面而来。那么,这么炫的技能能不能应用在智能汽车的hmi设计上?将开机动画、汽车自检等场景打造成x-ray扫描动效是一种什么感受?
当!然!可!以! 一切交给kanzi
通过kanzi软件实现x-ray扫描动效 接下来我们将逐步讲述如何使用kanzi实现x-ray扫描特效:
1. 在车模原有效果不变的情况下,实现x光移动扫描车身的效果
在kanzi中,汽车模型一般使用特殊材质例如光照模型材质、pbr材质来实现真实的汽车效果,因此要在原有的材质效果上实现动效,需要在原有的材质shader代码上进行功能扩展。
本例中的车模使用的是kanzi自带的blinn-phong着色模型;
在fragment shader中,对最后经过光照计算输出的color值进行操作实现效果,最后通过gl_fragcolor输出。
在vertex shader中,定义vpos变量代表模型在世界坐标系下的顶点坐标,输出到fragment shader使用。
fragment shader中定义scanlineposx和scanlinewidthx两个float值;
将世界坐标系下模型顶点坐标的x与scanlineposx相减并取绝对值,获取每个顶点到scan line posx的距离dist,与scan line widthx进行判断,在范围内对color值进行再计算实现效果,范围外则显示原有车模颜色值,以此确定扫描区域的范围;
通过animation曲线动态更改scan line posx实现扫描区域的移动;
2. x光扫描车身,模型边缘发光效果的实现
边缘光即rim light,在当前观察视角下模型的边缘加个光的效果,通过常见的光照模型检测边缘,模型顶点的法线向量(即垂直于顶点平面的向量)与摄像机和顶点间的视角向量之间的夹角越大,说明越靠近边缘。
定义uniform 参数rim light color 作为边缘光颜色输入值,rim power factor作为边缘光强度因子,n为标准化后的顶点法线向量,v为标准化后的顶点与摄像机间方向向量,这两个向量在原本的光照模型shader中都已近计算好了,可以直接使用。
opengl内置dot(n, v)函数表示返回两个向量的点积,返回值越接近0表示夹角越大、越接近边缘,rim power factor参数传入open gl内置pow ()指数函数,控制边缘光强度,最后获得扫描区域rimcolor颜色值。
3. x光扫描区域透视效果实现
定义uniform 参数xray percentage表示x-ray透视强度,分别控制了rim light颜色与车模原本颜色混合强度,和扫描区域透视强度;
xray percentage越大区域显示边缘光越强,反之则显示车模原本颜色。 实现透视效果需要车模分出内部与外壳两个结构,设置车模外壳部分节点混合blend mode为阿尔法: 预乘(alpha: premultiplied),使车外壳模型可透明,内部模型则不需要。
rimcolor的alpha通道通过内置函数smoothstep()返回0到1直接的值,并通过xray percentage参数控制;
最终实现x-ray效果可控:
4. x光扫描区域网格效果及边缘渐变的实现
定义wire texture传入网格图纹理,纹理wrap mode设置repeat;
通过放到uv坐标使纹理重复扩展形成网格,定义wire tex strength参数控制网格显示强度,最后将网格纹理颜色值与rimcolor混合叠加。
1)x-ray扫描区域边缘需要有渐变过度的效果,通过之前计算得到的模型顶点与scan line posx之间的距离值dist,与区域的宽度值scan line widthx相比,获得0到1之间的值;
2)通过pow()返回它的1.5次方得到factor,表示当前模型顶点到扫描区域中心的距离因子,扫描区域边缘的距离越远,factor值越小;
3)再通过mix()函数混合rim color与车模原始色,越接近扫描区域边缘越向车模原始色渐变;
最后使用animation或状态机控制shader的自定义的参数实现x-ray扫描的效果。


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