企业官网建设流程全解析

冰冻效果算是 unity shader 里最经得起反复琢磨的案例之一。它不像纯 PBR 那样只是套公式，也不像纯后处理那样只改屏幕像素，而是把噪声遮罩、法线扰动、折射、边缘光、顶点位移几条线拧在一起，最后呈现出一个"从无到有、慢慢爬满"的过程。我这两年在几个带环境交互的项目里前后写过四五个版本的冰冻 shader，从最早只会用两张贴图 lerp 的粗暴做法，到后来拆成遮罩层、冰壳层、内透层三层叠加，中间踩的坑比代码行数还多。这篇就把我这套东西完整摊开：结冰进度怎么驱动、霜冻纹理为什么非用三平面映射不可、手写 HLSL 的每一段在干什么、搬到 URP 之后哪些地方必须改、移动端和微信小游戏怎么砍开销。如果你刚开始碰 shader，或者想找一个能直接落到项目里的冰冻方案，下面的内容可以直接抄。

1. 冰冻效果的技术拆解与方案选型

1.1 先搞清楚"冰"到底由哪几层视觉信息组成

我得先说明白一件事：冰冻效果不是一个 shader 特效，它是一个由好几层叠加出来的视觉结果。很多人第一次做的时候，直接拿一张冰的贴图往模型上一贴，结果就是"模型换了个皮肤"，完全没有结冰的感觉。问题出在他们只做了颜色层，漏掉了另外几层。

我的拆法是分成四层。遮罩层决定哪里结了冰、边缘长什么样；材质层负责冰本身的颜色、粗糙度、透光感；光学层负责边缘光、高光、环境反射、折射；几何层负责结冰时体积膨胀、冰锥、法线被霜花顶起的凹凸。这四层里，遮罩层是地基，它一旦不自然，后面三层做得再漂亮都白搭。因为人眼判断"结冰"这个动作，靠的不是冰的颜色，而是那个蔓延边缘的形态——有机的、不规则的、带着细碎霜花的边界。

然后是驱动方式。我见过两种做法：一种是时间驱动，定时器一开，_FreezeAmount从 0 涨到 1，模型就慢慢冻住；另一种是事件驱动，比如角色进了低温区域、被冰系技能命中，就调一次材质参数。这两种在实现上没有区别，区别在于_FreezeAmount这个参数由谁来推进、要不要做缓动。我的经验是，无论哪种，都别让_FreezeAmount线性增长，给它套一个Mathf.SmoothStep或者自定义的缓动曲线，前段慢、中段快、后段收尾，观感立刻上一个档次。真实的结冰过程本来就是先在某些点成核，然后快速蔓延，最后在边界处减速。

还有一个经常被忽略的点：冰冻效果的时间尺度。同一个 shader，用在技能特效上是 0.3 秒，用在环境结霜上是 3 秒，两者的参数取值完全不同。前者要锐利、要突然，后者要柔和、要能看出来在"爬"。所以参数面板上最好把驱动参数和外观参数分开摆，不然美术一上手就会把两者混着调。

1.2 三条技术路线，分别适合什么场景

方案选型这块我吃过亏，所以想展开讲讲。做冰冻效果大致有三条路，复杂度从低到高。

第一条是纯颜色替换，用一张冰的贴图和原贴图做 lerp，再叠一层边缘光。写起来可能不到一百行，性能开销几乎为零。它适合的场景其实是远景物件和大量重复的小物件，比如场景里的路灯、栏杆、地面的碎石，几十上百个一起冻住的时候，用这套足够。缺点是近看很假，因为没有厚度和折射。

第二条是遮罩驱动加光学增强，就是我上面说的四层结构，用噪声遮罩控制结冰范围，冰壳部分叠加 fresnel、高光、环境反射，再加上法线扰动做霜花的凹凸。这是最主流的做法，也是今天要完整写出来的版本。它的成本主要在纹理采样上，一个像素大概要采 4 到 8 次，移动端要小心。

第三条是加几何和折射，在第二条的基础上再加顶点膨胀、冰锥模型、抓屏折射。观感最好，成本也最高。抓屏折射在移动端基本等于"每帧多一次全屏拷贝"，除非你的项目是写实向的主机或者 PC 游戏，否则我一般不建议开。真要做折射感，用一张 cubemap 做伪折射更划算。

所以选型的时候先问自己一句：这个冰冻效果是给玩家贴脸看的，还是隔着十米看的？是主角身上的持续状态，还是场景里一堆道具的静态装饰？答案不同，方案能差一个量级。

2. 结冰遮罩：整套效果的地基

2.1 为什么我最后选了三平面映射

先说一个最常见的坑。新手做结冰遮罩一般会直接用模型的 UV 去采样噪声图，写出来大概是tex2D(_FrostTex, i.uv * _FrostTiling)。这在单个立方体或者球上看着没问题，一旦换成角色模型、建筑、地形，问题全冒出来了：UV 接缝处会出现明显的断层，霜冻蔓延到接缝就停住了；UV 拉伸严重的地方（比如圆柱体的侧面）纹理会变成条状，完全不像霜花；更麻烦的是不同美术做的模型 UV 密度完全不一样，同一个材质参数在不同模型上表现天差地别。

我试过用 UV 加扰动来糊，效果一般。后来换成三平面映射（Triplanar Mapping），问题基本消失。原理不复杂：不用 UV，直接用世界坐标，把空间里的三个平面（YZ、XZ、XY）分别采一次同一张噪声图，然后按世界法线的三个分量做加权平均。法线朝 X 的方向，YZ 平面的采样权重最大，以此类推。这样得到的结果是连续的、没有接缝的、跟模型 UV 完全无关的。

权重计算有个讲究。直接用法线分量加权的话，在斜面上三个平面权重接近，会出现"糊"的感觉；通用的做法是取法线的 4 次方再归一化：pow(abs(n), 4) / sum。次方越大，混合区越窄，过渡越干脆。我一般用 4，立方体这种硬边模型在权重上是绝对占优的，不会出现三个平面互相污染。有人用 8，边缘会更干净，但在球体上会出现明显的三块分区，得权衡。

还有一个细节，贴图的 Wrap Mode 必须设成 Repeat，否则物体会在纹理边界处出现一条硬缝。另外三平面映射的采样坐标是worldPos * tiling，直接用世界坐标意味着物体一动，霜花图案就会跟着"流动"——这在某些场景下是想要的（比如角色在冰面上移动时霜花在飘），但在大部分场景下是错的。解决办法不难：用物体空间坐标mul(unity_WorldToObject, float4(worldPos,1))来做采样。这样纹理是"焊死"在模型上的，物体怎么动图案都不变。

2.2 smoothstep 才是让蔓延边缘好看的关键

遮罩算出来之后，怎么把它变成一个 0 到 1 的"结冰程度"，这一步决定了整个效果的观感上限。

我最早的做法是硬阈值：iceMask = frost < _FreezeAmount ? 1 : 0。结果就是边缘像被刀切过一样，锯齿感极强，完全没有霜花那种毛茸茸的感觉。后来改成线性过渡saturate((_FreezeAmount - frost) / _Softness)，好了一些，但还是有点"均匀"，因为噪声图本身的分布是固定的，线性切割出来的是等距的条纹。

真正让我满意的是smoothstep：

float iceMask = smoothstep(frost - _Softness, frost + _Softness, _FreezeAmount);

这里smoothstep(a, b, x)的意思是：x小于a时返回 0，大于b时返回 1，中间用三次平滑曲线过渡。把a和b设成frost ± _Softness，就相当于沿着噪声图的等值线划出了一个带柔和过渡的蔓延带。_Softness控制这条带的宽度，值越大边缘越"化得开"，值越小越锐利。我的经验值范围是 0.08 到 0.2，低于 0.05 就会开始出现明显的锯齿。

这块还有个隐藏福利：因为smoothstep的过渡是三次曲线，边缘的中间段会有自然的加速和减速感，看起来就特别像冰晶在扩散。这一点用线性插值是没有的。

关于高度衰减。如果想让物体"从下往上冻"，可以在驱动量上叠一层高度权重：

float heightDrive = saturate(_FreezeAmount + _HeightBias * (1.0 - saturate(i.worldPos.y * 0.5))); float iceMask = smoothstep(frost - _Softness, frost + _Softness, heightDrive);

_HeightBias给个 0.1 到 0.3 就够了，太大反而会让低处直接冻满、高处永远冻不上，破坏蔓延感。我一般把它做成可选的，默认 0，需要的时候再开。

2.3 冰层该不该有体积：顶点膨胀的取舍

结冰之后物体的轮廓会略微变"胖"，这算是一个很微妙的观察。水结冰体积膨胀大约 9%，视觉上其实看不出来，但如果你把冰壳的厚度做出来，边缘的轮廓会更有"壳"的感觉。

具体做法就是在顶点着色器里沿法线方向外扩：

float expand = _Expand * saturate(_FreezeAmount * 1.5 - 0.5); wpos += wnor * expand;

注意saturate(_FreezeAmount * 1.5 - 0.5)这一段，它的作用是让膨胀在结冰进度过半之后才开始，避免物体刚冻上一点就整体变胖。这个细节是我调了很久才定下来的，直接线性乘的话，前 30% 的进度膨胀就已经很明显了，看起来像模型被人吹了口气。

膨胀带来的副作用是法线会变得不准，尤其是低模。对于硬表面模型影响不大，角色模型如果顶点太少，膨胀之后关节处会出现明显的拉伸。我的做法是给_Expand一个很小的值（0.01 到 0.02），只在需要夸张表现的时候才加到 0.05 以上。

顶点阶段还有个限制：拿不到逐像素的iceMask，只能用_FreezeAmount和顶点的世界坐标做粗略估算。所以膨胀和结冰边缘是不同步的，看起来有点"整体先胖、局部再冻"。要真正同步，只能上几何着色器或者细分，移动端的成本考虑基本就告别了。我的建议是接受这个不完美，用很小的膨胀量把它藏过去。

3. 手写 HLSL：一套完整的 Built-in 冰冻 Shader

3.1 属性块与整体结构

先说结构。整个 Shader 我用一个 Pass 加一个前置的 GrabPass。之所以要 GrabPass，是因为冰面折射必须要拿到"冰层后面的画面"，固有不透明管线里最直接的办法就是把当前帧抓一张到_IceGrab。

属性块里我习惯按用途分组摆放：基础外观（贴图、基础颜色）、冰层外观（冰颜色、霜冻噪声、密度）、驱动参数（结冰进度、柔和度、高度权重）、光学参数（边缘光、高光、折射）、几何参数（凹凸、膨胀）。这样美术在面板上找参数的时候会比较顺，尤其是参数多到十五六个的时候。

提示：GrabPass 在移动端和不支持渲染到纹理的场景里开销非常大，微信小游戏这类平台对全屏抓取很不友好。真机上跑之前先把这一块做成开关，或者干脆换成一张 cubemap 做伪折射。

完整代码如下，后面逐段拆解：

Shader "Custom/Freeze/IceCoverage" { Properties { _MainTex ("基础贴图 (RGB)", 2D) = "white" {} _BaseColor ("基础颜色", Color) = (0.7,0.7,0.7,1) _IceColor ("冰的颜色", Color) = (0.55,0.82,1.0,1) _FrostTex ("霜冻噪声 (R)", 2D) = "gray" {} _FrostTiling ("霜冻密度", Float) = 3.0 _FreezeAmount ("结冰进度", Range(0,1)) = 0.0 _FrostSoftness ("蔓延边缘柔和度", Range(0.005,0.4)) = 0.12 _HeightBias ("高度衰减", Range(0,0.5)) = 0.0 _RimPower ("边缘光锐度", Range(0.5,8)) = 3.0 _RimColor ("边缘光颜色", Color) = (0.75,0.95,1,1) _BumpScale ("冰晶凹凸", Range(0,0.5)) = 0.08 _Refract ("折射强度", Range(0,0.15)) = 0.04 _RefractTint ("折射不透明度", Range(0,1)) = 0.45 _Gloss ("高光锐度", Range(1,256)) = 80 _SpecIntensity ("高光强度", Range(0,2)) = 0.9 _Expand ("顶点膨胀", Range(0,0.1)) = 0.015 } SubShader { Tags { "RenderType"="Opaque" "Queue"="Geometry" } GrabPass { "_IceGrab" } Pass { Tags { "LightMode"="ForwardBase" } CGPROGRAM #pragma vertex vert #pragma fragment frag #pragma multi_compile_fwdbase #pragma multi_compile_fog #include "UnityCG.cginc" #include "Lighting.cginc" #include "AutoLight.cginc" sampler2D _MainTex; float4 _MainTex_ST; sampler2D _FrostTex; sampler2D _IceGrab; fixed4 _BaseColor, _IceColor, _RimColor; float _FrostTiling, _FreezeAmount, _FrostSoftness, _HeightBias; float _RimPower, _BumpScale, _Refract, _RefractTint; float _Gloss, _SpecIntensity, _Expand; struct appdata { float4 vertex : POSITION; float3 normal : NORMAL; float2 uv : TEXCOORD0; }; struct v2f { float4 pos : SV_POSITION; float2 uv : TEXCOORD0; float3 worldPos : TEXCOORD1; float3 worldNormal : TEXCOORD2; float4 grabPos : TEXCOORD3; UNITY_FOG_COORDS(4) SHADOW_COORDS(5) }; // 三平面映射采样霜冻噪声 float SampleFrost(float3 wp, float3 wn) { float3 p = wp * _FrostTiling; float3 blend = pow(abs(wn), 4.0); blend /= max(blend.x + blend.y + blend.z, 1e-4); float n = tex2D(_FrostTex, p.yz).r * blend.x + tex2D(_FrostTex, p.xz).r * blend.y + tex2D(_FrostTex, p.xy).r * blend.z; return n; } v2f vert (appdata v) { v2f o; float3 wpos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz; float3 wnor = UnityObjectToWorldNormal(v.normal); // 结冰过半后开始膨胀，避免一开始就整体变胖 float heightFactor = saturate(1.0 - _HeightBias * wpos.y); float expand = _Expand * saturate(_FreezeAmount * 1.5 - 0.5) * heightFactor; wpos += wnor * expand; o.pos = mul(UNITY_MATRIX_VP, float4(wpos, 1.0)); o.worldPos = wpos; o.worldNormal = wnor; o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex); o.grabPos = ComputeGrabScreenPos(o.pos); // 必须在顶点位置定稿后调用 UNITY_TRANSFER_FOG(o, o.pos); TRANSFER_SHADOW(o); return o; } fixed4 frag (v2f i) : SV_Target { float3 N = normalize(i.worldNormal); float3 V = normalize(_WorldSpaceCameraPos - i.worldPos); // ---- 1. 结冰遮罩 ---- float frost = SampleFrost(i.worldPos, N); float drive = saturate(_FreezeAmount + _HeightBias * (1.0 - saturate(i.worldPos.y * 0.5))); float iceMask = smoothstep(frost - _FrostSoftness, frost + _FrostSoftness, drive); // ---- 2. 无参数曲面凹凸，制造冰晶细碎质感 ---- float3 dpdx = ddx(i.worldPos); float3 dpdy = ddy(i.worldPos); float fx = SampleFrost(i.worldPos + dpdx, N); float fy = SampleFrost(i.worldPos + dpdy, N); float dfdx = fx - frost; float dfdy = fy - frost; float3 r1 = cross(dpdy, N); float3 r2 = cross(N, dpdx); float det = dot(dpdx, r1); det = (abs(det) < 1e-6) ? 1e-6 : det; // 保护，防止 sign 抖动 float3 surfGrad = sign(det) * (dfdx * r1 + dfdy * r2); float3 bumpN = normalize(abs(det) * N - _BumpScale * surfGrad); N = normalize(lerp(N, bumpN, iceMask)); // ---- 3. 光学计算 ---- float3 L = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz); float3 H = normalize(L + V); float NdotL = saturate(dot(N, L)); float fres = pow(1.0 - saturate(dot(N, V)), _RimPower); float spec = pow(saturate(dot(N, H)), _Gloss) * _SpecIntensity; float3 albedo = tex2D(_MainTex, i.uv).rgb * _BaseColor.rgb; float3 iceCol = _IceColor.rgb * (0.35 + 0.65 * NdotL) + _RimColor.rgb * fres * 1.6 + spec; // ---- 4. 光照与阴影 ---- float3 ambient = ShadeSH9(float4(N, 1)); float3 baseLit = albedo * (NdotL * _LightColor0.rgb + ambient); float3 iceLit = iceCol * (_LightColor0.rgb * NdotL * 0.6 + ambient * 1.2); UNITY_LIGHT_ATTENUATION(atten, i, i.worldPos); baseLit *= atten; iceLit *= atten; // ---- 5. 折射与合成 ---- float2 screenUV = i.grabPos.xy / i.grabPos.w; screenUV += N.xz * _Refract * iceMask; float3 sceneCol = tex2D(_IceGrab, screenUV).rgb; iceLit = lerp(iceLit, sceneCol * _IceColor.rgb * 1.15, _RefractTint); float3 col = lerp(baseLit, iceLit, iceMask); UNITY_APPLY_FOG(i.fogCoord, col); return fixed4(col, 1.0); } ENDCG } } FallBack "Diffuse" }

3.2 顶点着色器里的两个关键点

顶点着色器主要干三件事：把顶点转到世界空间、算抓屏坐标、传插值数据。

第一个关键是抓屏坐标ComputeGrabScreenPos(o.pos)。这里有个细节很容易踩坑：它必须在顶点的裁剪空间位置最终确定之后调用。也就是说，如果你在之前已经把顶点位置修改过了（比如做了膨胀），那就得用修改后的o.pos去算；如果在之后又改了位置，那抓屏就偏了。我见过一个案例就是膨胀的代码写在ComputeGrabScreenPos后面，结果冰层一膨胀，贴到屏幕上的折射画面就整体歪了半个像素的量化误差，其实是大问题。

第二个关键是SHADOW_COORDS的编号。Shader 里的TEXCOORD插值器是有限资源，用UNITY_FOG_COORDS(4)和SHADOW_COORDS(5)的时候，前面已经用到了 0 到 3，不能冲突。这个在 PC 上不一定报错，但在移动端 GLES2 上插值器超限就直接编译失败。如果项目要覆盖低端机，最好把worldNormal和worldPos合并一下，或者把视角方向丢掉，改用_WorldSpaceCameraPos - worldPos在片元里现算。后者的代价是每个像素多一次减法，但能省一个插值器，挺划算的。

法线的空间转换也值得说一句。UnityObjectToWorldNormal和mul(unity_ObjectToWorld, float4(normal,0)).xyz看着结果差不多，但前者在非均匀缩放的模型上才是对的。如果物体被压扁或拉长过，用后者算出来的法线会偏，冰面的高光和边缘光位置就会歪。这跟 unity 阴影问题里常见的法线错误是同一个根源——法线没有走逆转置矩阵。

3.3 片元着色器：从噪声到最终颜色的完整链路

片元着色器是整段代码里最长的部分，我按执行顺序拆成五步来看。

第一步，算结冰遮罩。这个在第 2 节已经写过了，先采一次三平面噪声，然后用smoothstep得到iceMask。

第二步，算法线扰动。这段用的是无参数曲面凹凸算法，原理是用屏幕空间的导数ddx/ddy反推出世界空间的两个切向量，再结合噪声在切向上的变化率，把法线"顶"起来。它最大的好处是不需要模型的切线数据，任何模型扔进来都能用，省了一张法线图和一个顶点属性。

代码里det要小心处理。当三个点共线或者法线与视线接近垂直的时候，det有可能接近 0，那时候sign(det)就会抖动，模型表面会出现闪烁的暗斑。加一个abs(det) < 1e-6的保护是很有必要的。我第一次做的时候没加，在曲面模型上就出现了沿轮廓一圈的黑边。

第三步，光学计算。菲涅尔反射是冰面的灵魂，公式就是pow(1 - saturate(dot(N, V)), _RimPower)。_RimPower越小，边缘光越宽；越大，越窄越锐。我一般给 3 到 4。这个值给大了以后，冰面看起来会像有一圈荧光管，很假；给小了就像整个模型蒙了一层雾。

冰面的高光要比原本的材质锐得多——冰是光滑的，而大多数模型贴图做的是漫反射。所以我用了单独的一个_Gloss（默认 80）和_SpecIntensity（默认 0.9），不跟原来的高光走。

第四步，环境光。这里有坑：如果只算主光方向光，冰面落在阴影里会直接变成纯黑，看起来像被挖了一个洞。补上ShadeSH9(float4(N, 1))用球谐光照采样环境色之后就好多了。当然，前提是场景里有烘焙过光照探头或者天空盒。如果是纯实时光照的场景，可以用UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT兜底。

第五步，混合与折射。最终颜色是基础色和冰色的lerp，混合系数就是iceMask。折射部分把抓屏坐标按扰动后的法线偏移一点，再乘以一个不透明度_RefractTint叠上去。_Refract的值要特别克制，0.02 到 0.05 已经能看出效果了，给到 0.1 以上画面就整个扭曲了。

3.4 参数怎么调：几组可以直接抄的数值

参数是死的，场景是活的。我把我项目里常用的几组数值列出来，方便直接抄：

注意"冰系技能命中"那一行的柔和度给得比较小，是为了让结冰看起来更"急"，蔓延边缘更锐利。轻度结霜反而要把柔和度调大，因为霜是慢慢渗过来的。

驱动_FreezeAmount的 C# 脚本我也放一份，关键是别每帧 new 材质实例：

using UnityEngine; public class FreezeController : MonoBehaviour { [SerializeField] Renderer targetRenderer; [SerializeField] float freezeDuration = 0.8f; [SerializeField] AnimationCurve freezeCurve = AnimationCurve.EaseInOut(0f, 0f, 1f, 1f); static readonly int FreezeAmountID = Shader.PropertyToID("_FreezeAmount"); MaterialPropertyBlock mpb; float timer = -1f; void Awake() { mpb = new MaterialPropertyBlock(); } public void Freeze() { timer = 0f; } void Update() { if (timer < 0f) return; timer += Time.deltaTime; float t = Mathf.Clamp01(timer / freezeDuration); targetRenderer.GetPropertyBlock(mpb); mpb.SetFloat(FreezeAmountID, freezeCurve.Evaluate(t)); targetRenderer.SetPropertyBlock(mpb); if (t >= 1f) timer = -1f; } }

用MaterialPropertyBlock的好处是不打断批处理，也不产生材质实例，几十个物体同时结冰也不会把内存撑起来。调试的时候记得用renderer.sharedMaterial，不然你改的是运行时实例，改完一保存参数又回去了，这个坑我踩过不止一次。

4. 移植到 URP：改动点清单

4.1 必须替换的宏和结构体

URP 下的 Shader 和 Built-in 的差异其实没想象中大，但有几个地方不改就是直接报错或者材质变粉。

首先是 Tags。URP 必须加"RenderPipeline"="UniversalPipeline"，Pass 里的 LightMode 要从ForwardBase改成UniversalForward。少了这一步，URP 的渲染管线会直接跳过这个 Pass，模型要么不渲染，要么用回退报错的粉色。

然后是头文件。Built-in 里的UnityCG.cginc、Lighting.cginc、AutoLight.cginc全部换成 URP 的：

#include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl" #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Lighting.hlsl" #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/DeclareOpaqueTexture.hlsl"

顶点变换的宏也换了：UnityObjectToClipPos变成TransformObjectToHClip，UnityObjectToWorldNormal变成TransformObjectToWorldNormal。世界空间相机位置从_WorldSpaceCameraPos改成GetCameraPositionWS()，这个在 VR 或者多相机场景下特别重要，因为 URP 里_WorldSpaceCameraPos在某些渲染模式下会跟当前渲染的相机对不上。

光照部分，主光的_WorldSpaceLightPos0、_LightColor0这些内置变量统一用GetMainLight()拿到 Light 结构体，里面的direction、color、shadowAttenuation都是现成的：

Light mainLight = GetMainLight(); float3 L = mainLight.direction; float3 lightCol = mainLight.color; float atten = mainLight.shadowAttenuation;

阴影需要多编译几个关键字：

#pragma multi_compile _ _MAIN_LIGHT_SHADOWS _MAIN_LIGHT_SHADOWS_CASCADE #pragma multi_compile _ _SHADOWS_SOFT #pragma multi_compile_fragment _ _ADDITIONAL_LIGHTS

如果漏了_SHADOWS_SOFT，URP 里软阴影的采样就不对了，边缘会出现很硬的方块锯齿——这个坑我在一个项目里排查了大半天，最后发现就是一个关键字的锅。

4.2 GrabPass 的替代方案

URP 里没有 GrabPass。要拿场景颜色，有两个办法。

第一个是在 URP Asset 里把 Opaque Texture 打开，然后用SampleSceneColor：

float3 sceneCol = SampleSceneColor(screenUV).rgb;

这个_CameraOpaqueTexture是管线在渲染完不透明物体之后统一生成的一份降分辨率场景图，比 Built-in 的 GrabPass 便宜很多。缺点是分辨率可能不够（可以在 URP Asset 里调分辨率倍率），以及它不含半透明物体，所以如果你后面还有一层半透明的冰雾，那一层是不会被抓进去的。

第二个是用 Renderer Feature 自己抓一张，在特定时间点（比如所有角色渲染完之后）执行。这种方式更灵活，可以控制抓取时机和分辨率，代价是要写 C# 的 ScriptableRendererFeature，代码量不小。如果冰冻效果只需要作用于特定几个物体，我一般用第二种，因为可控。

用 Opaque Texture 的时候，屏幕 UV 需要做一次从裁剪空间到 UV 空间的归一化，ComputeScreenPos的结果不能直接当 UV 用，得除以 w 分量。这个在 Built-in 版里写顺手了就很容易在移植时漏掉，表现出来就是折射画面整体偏移。

4.3 Shader Graph 版本怎么搭

说实话，这个效果我用 Shader Graph 搭过一版，能用，但不太舒服。原因是三平面映射和那套凹凸算法都需要导数和比较多的运算，用节点拼出来会非常庞大，一个 Sub Graph 能铺满两屏。

不过如果团队里是美术主导，Shader Graph 的优势还是明显的。我的搭法是这样：把"三平面采样"封装成一个 Sub Graph，输入是世界坐标、世界法线和采样密度，输出一个 0 到 1 的噪声值，内部用三次 Sample Texture 2D 加 Blend 节点拼。这个 Sub Graph 可以复用到其他材质里。结冰遮罩用 Smoothstep 节点，A 和 B 分别接 Frost - Softness 和 Frost + Softness，T 接 Freeze Amount。边缘光用 Fresnel Effect 节点，它的 Power 参数就是_RimPower。凹凸部分，Shader Graph 有 DDX 和 DDY 节点，可以复刻那套算法，但如果只是想要霜花质感，用一张 Normal Map 采样加扰动反而更省事，节点少一半。

Shader Graph 版本的坑主要在两个地方。一是参数暴露：所有需要按材质实例调的参数都要设成 Exposed，而且命名要跟程序那边约定好，不然在代码里SetFloat的时候会拼错，还不好查。二是变体：Shader Graph 自动生成的变体数量比手写多不少，在微信小游戏打包的时候这个会直接反映到包体和加载时间上，需要检查 Shader Variant Collection，把用不到的变体裁掉。

我现在的做法是混合：主体结构手写，需要美术调的部分（颜色、参数）暴露出来；一些可复用的功能块用 Shader Graph 的 Sub Graph 做好再导出成 HLSL 贴进来。两边的好处都占一点。

5. 常见问题排查与性能优化

5.1 常见问题速查表

前面讲了很多原理，但实际做的时候最容易卡住的是各种"看起来不对"的现象。我把这些年遇到的问题整理成一张表，按现象查就行：

这张表里，前三条基本是坐标空间的问题，中间几条是遮罩算法的问题，后面几条是管线适配的问题。按这个分类去排查，效率会高很多。

展开说两个印象最深的。一个是"霜花流动"的问题。当时做了一个角色从冰面上走过的效果，发现角色一移动，身上的霜花图案就跟着滑动，看起来像贴图在角色身上游泳。排查了很久才意识到是用了世界坐标采样。改成物体空间坐标后，图案彻底焊死了。但这个改动又带来一个新问题：如果角色在原地转圈，物体空间坐标不动，图案就完全静止，看起来有点呆。后来的解决办法是加一层很轻微的世界坐标噪声做扰动，两者结合，既有"冻住"的稳定感，又有细微的呼吸感。

另一个是 URP 下的抓屏错位。把 Built-in 版本搬过去的时候，用 Opaque Texture 拿到的画面整体偏了。查了半天，最后发现是屏幕 UV 没有做归一化，ComputeScreenPos的结果直接当 UV 用了，少了除以 w 这一步。这个在 Built-in 版里因为tex2Dproj会自动处理，所以一直没暴露出来。

5.2 移动端和微信小游戏该砍哪里

冰冻效果在 PC 上随便跑，到了手机上就得精打细算。我按性价比排一下砍的顺序。

第一刀砍折射。抓屏或者 Opaque Texture 在移动端是很大的一笔开销，尤其在小游戏里，很多设备在这种全屏纹理操作上会直接掉到二十帧出头。如果实在需要折射感，用一张低分辨率的 cubemap 做伪折射：把反射向量采样 cubemap，再按法线扰动一点的 UV 采第二次，两次采样叠加，成本比场景抓取低很多，视觉上能糊弄过去。

第二刀砍三平面映射。从三次采样降到两次（去掉权重最小的那个平面），或者干脆在移动端做成 UV 映射版本。这个可以通过 shader variant 来切换，也可以拆成两个 shader。注意，去掉一个平面的采样以后，权重需要重新归一化，否则整体会变暗。

第三刀砍凹凸。那套基于导数的算法要额外采两次噪声，在移动端有点奢侈。如果模型本来就带切线数据，用一张法线贴图反而更便宜——一次采样就搞定。只有在模型没有切线（比如程序化生成的网格、扫描重建的模型）时，才值得用这套算法。

然后是一些通用优化：颜色相关的变量用 half，坐标相关的用 float；用MaterialPropertyBlock而不是每帧 new 材质实例来改_FreezeAmount；如果冰冻只作用于少量物体，可以用 Renderer 的包围盒先做一次粗筛，把不在这范围内的整个跳过，尤其在大场景里这个操作能省不少 draw call，这跟 unity 游戏优化里"限定数据块大小"的思路是一回事——先把明显的无效计算挡在门外，再谈算法层面的优化。

微信小游戏打包还有个专门的注意点：shader 变体会被全部打进包里，所以#pragma multi_compile后面跟的关键字要精简。像_ADDITIONAL_LIGHTS这种如果项目里没有额外光，就#pragma skip_variants _ADDITIONAL_LIGHTS直接跳掉。我见过一个项目光 shader 变体就占了十几兆的首包，一查就是几个和特效相关的 shader 带了一堆用不到的关键字。

还有个小技巧：如果场景里冰冻的物体很多但都长得差不多，可以把它们的材质统一，用 GPU Instancing 合并。这样_FreezeAmount就没法逐个物体传不同值了。解决办法是用顶点色或者 UV2 通道把每个实例的结冰进度传进去，这样既保持了合批，又能让每个物体冻住的时机不一样。做数字孪生里的极端天气演示时，我用这招让一整个园区的建筑分批冻住，draw call 只有个位数。

5.3 几个我踩过之后觉得值钱的细节

噪声图的制作。我一般是自己烘一张 512x512 的灰度图，用 C# 的Mathf.PerlinNoise叠三层：一层大尺度（频率 2）做整体形状，一层中尺度（频率 8）做霜花的主体，一层小尺度（频率 32）做细碎的颗粒。三层按 0.5、0.35、0.15 的权重叠加，再拉一下对比度，比随便找一张噪声图效果好很多。如果嫌采样多，可以把主体噪声放 R 通道，细节噪声放 A 通道，一次采样拿两个数据。

贴图的导入设置。当遮罩用的噪声图，sRGB 要关掉，因为我们是拿它当数值用的，不是颜色；Wrap Mode 设 Repeat；mipmap 可以开，但三平面映射在远处会因为 mip 级别不一致出现接缝，可以把 mip bias 调一下，或者干脆关掉 mip 用各向异性过滤补。

关于拼接的连贯性。如果场景里相邻的两个物体都用了这个材质，因为采样的是世界坐标，交界处会自然连续，看起来就像一个整体冻住了——这是三平面映射的一个额外好处。但如果用的是物体空间坐标，就没有这个效果，得手动对齐。做整体场景冰冻的时候，这一点很关键。

从某个点扩散的结冰。很多人做结冰喜欢加一个"冰晶从中心向外扩散"的动画，其实不用额外做几何，只要在遮罩计算里加上到某个世界坐标点的距离衰减就行：

float dist = distance(i.worldPos, _FreezeOrigin.xyz); float drive = saturate(_FreezeAmount * 2.0 - dist * _SpreadSpeed);

这个做法特别适合技能特效，比如技能命中点开始结冰，非常直观，而且比改_FrostTiling可靠得多——改密度会让整个纹理都在缩放，看起来像是物体在"呼吸"。

别忘了烘焙光照。如果物体上有光照贴图，结冰之后冰面是亮的，基础色却是一张烘焙过的暗贴图，两个混在一起会很奇怪。我的做法是给冰层部分单独算一份光照，不走烘焙贴图，或者把光照贴图作为环境光的一部分叠上去。这个细节在写实项目里会被美术一眼看出来。

行了，基本就是这些。冰冻这个效果看着简单，真要做得耐看，遮罩那一层的功夫得占七成以上。我折腾到现在最深的体会是：别急着调颜色和高光，先把噪声遮罩的形态磨到满意，剩下的都是水到渠成的事。