能否在Unity表面着色器中分离显示与光照计算的坐标？

这个需求完全可行，核心就是在着色器里单独保留原始顶点坐标，让光照计算用这份未修改的数据，显示则用你偏移Z后的坐标。下面是具体的着手方向：

方向1：改用顶点/片元着色器（最灵活可控） #

表面着色器会自动绑定Unity的光照管线逻辑，很难插手光照用的坐标。换成顶点/片元着色器能完全掌控数据流向：

• 顶点着色器里同时处理两个坐标：
  • 处理显示用的坐标：按你的逻辑修改Z值，转成裁剪空间坐标输出给片元
  • 把原始顶点坐标转成世界空间，存到一个自定义的输出变量里
• 片元着色器计算光照时，直接用这个原始世界坐标，而不是显示用的位置

示例代码片段：

// 顶点输入结构
struct appdata
{
    float4 vertex : POSITION;
    float3 normal : NORMAL;
    float2 uv : TEXCOORD0;
};

// 顶点输出结构，存原始世界坐标
struct v2f
{
    float2 uv : TEXCOORD0;
    float4 pos : SV_POSITION; // 显示用的裁剪空间坐标
    float3 worldPosOriginal : TEXCOORD1; // 原始世界坐标
};

v2f vert (appdata v)
{
    v2f o;
    // 按需求修改Z坐标，生成显示用的顶点
    float4 modifiedVertex = v.vertex;
    modifiedVertex.z += v.vertex.y * 0.1; // 这里是Y偏移Z的示例逻辑，你可以改成自己的规则
    o.pos = UnityObjectToClipPos(modifiedVertex);
    
    // 计算并保留原始世界坐标
    o.worldPosOriginal = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;
    
    o.uv = v.uv;
    return o;
}

fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
{
    // 用原始世界坐标计算光照
    fixed3 lightDir = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);
    fixed3 normal = normalize(mul(unity_ObjectToWorld, float4(v.normal, 0)).xyz);
    fixed diff = max(dot(normal, lightDir), 0.0);
    fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * diff;
    
    fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
    col.rgb *= diffuse;
    return col;
}

方向2：自定义表面着色器的光照函数（如果不想换着色器类型） #

要是你想继续用表面着色器，可以通过自定义光照逻辑来指定用原始坐标：

• 在表面着色器的顶点处理函数里，把原始世界坐标存到自定义的表面输出结构里
• 写一个自定义光照函数，在函数里用这份原始坐标代替默认的世界坐标计算光照

示例代码片段：

// 自定义表面输出，添加原始世界坐标字段
struct SurfaceOutputCustom
{
    fixed3 Albedo;
    fixed3 Normal;
    fixed3 Emission;
    fixed Alpha;
    float3 WorldPosOriginal; // 存原始世界坐标
};

// 顶点处理函数：修改Z坐标，同时存原始世界坐标
void vert (inout appdata_full v, out Input o)
{
    UNITY_INITIALIZE_OUTPUT(Input, o);
    // 按需求偏移Z坐标用于显示
    v.vertex.z += v.vertex.y * 0.1;
    // 计算原始世界坐标并存储
    o.WorldPosOriginal = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;
}

// 自定义光照函数，用原始坐标计算光照
fixed4 LightingCustom (SurfaceOutputCustom s, fixed3 lightDir, fixed atten)
{
    fixed diff = max(dot(s.Normal, lightDir), 0.0);
    fixed4 c;
    c.rgb = s.Albedo * _LightColor0.rgb * diff * atten;
    c.a = s.Alpha;
    return c;
}

// 表面着色器入口，指定用自定义光照和顶点函数
#pragma surface surf Custom vertex:vert

注意事项 #

• 光照计算要和原始坐标的坐标系统一（比如都用世界空间），不然会出错
• 如果需要阴影，得同步修改阴影投射的着色器，让阴影也用原始坐标计算，避免阴影跟着显示偏移
• 测试时可以先用纯色材质+方向光，验证光照是否真的基于原始坐标生效，排除其他干扰

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Snow Snakz