之前就一直好奇《超閾限空間 Superliminal》中神奇的透視操作是怎搞實現的，但不是放大和縮小，而是可以用透視把物體投影進背景的神奇效果。

原本以為是用頂點操作的方式，Raycast 把所有頂點貼到背景上，但多想一下之後就會發現問題了，交界處怎麼裁切？ 所以這個做法就被否定了。直到前天晚上洗澡的時候，我在腦中模擬各種方法嘗試計算，等洗完的那一刻思路剛好通了，答案浮現於腦中。

成果展示

建立了簡單的場景，用棋盤方塊作進行展示，可以在裡面自由走動，然後把方塊拿起來，當放開的瞬間它就會被貼進背景當中。

運作原理

簡單來說，透過像素的世界座標，反推原本透視視角的 UV，再把原本視角中的圖像用後處理疊上當前畫面就能到了。

至於針對特定物件的投影，可以透過攝影機的 Layer 過濾，我用兩個攝影機來做效果。主攝影機，負責遊戲畫面渲染，會把被投影的棋盤方塊過濾掉。

投影攝影機，放下物體時會拍攝只有投影物件的快照，輸出一張棋盤方塊的 RenderTexture。

最後把快照傳給主攝影機，透過後處理 Shader 進行計算，繪製出被投影到背景裡的物件。

座標轉換

投影的第一步是取得像素世界座標，細節可以參考 這篇文章，這裡就只解說後面的步驟，其實就是再做一次渲染流程中的座標轉換而已。

第一步是將「世界空間」轉換成攝影機的「攝影機空間」，可以與攝影機的 Inverse Transform Matrix 相乘得出，注意這裡的攝影機是投影視角的那個，不是主攝影機。

接著透過矩陣投影進攝影機的裁切空間，再把 z 軸深度壓掉變成二維的螢幕空間。

最後只要縮放和偏移就能推算出正確的 UV 數值，用它對快照圖片採樣，在透過後處理疊加進畫面中就完成物體投影了。

用一連串帥氣的矩陣操作完成投影！我也希望我做得到…但實際開始才發現窩的圖學觀念不夠扎實，搞不出來 這也是為什麼上面的解說沒什麼數學解釋。

殘念阿，邏輯都對結果卡在 rendering pipline 的基本知識不充足，所以最後還是到處翻資料，找了一個現成的方法取得 viewProjection Matrix，直接完成所有工作。

hlsl

_projectionMat = camera.nonJitteredProjectionMatrix * transform.worldToLocalMatrix

float4 projected = mul(_projectionMat, worldPos)
float2 projUV = (projected.xy / projected.w) * 0.5 + 0.5;

參考資料，直接幫我完成上面解說的所有步驟了。說實話不算太難，只要理解原理就很好實現了，最有挑戰性的還是憑空猜測原理的時候。

問題修正

影子的消失

實做還有幾個問題在，第一是影子的問題，因為投影要把原本的物件隱藏，導致原本渲染的物體陰影也消失不見。至於修正方法，我是直接弄一個只會讓 mesh 投影出陰影的透明材質，讓陰影保持渲染，簡單 :P

採樣超出範圍

在後處理繪製投影結果的時候，Texture Sampler 會根據 wrapMode 對超出範圍的 UV 做出反應，延伸、重複和鏡射之類的。我直接用 saturate() 函式限制 uv 的數值防止重複，但投影時物體被畫面截斷還是會發生拉伸問題，但懶得修了w

反向的投影

如圖，因為往反方向的投影結果也是成立的，所以會在背後也繪製一次投影，修正是透過 dot() 函式檢查方向，確保投影方向是和視角相同的。

投影遮擋

還有一個問題，因為沒做深度檢測，所以障礙物的前後都會被畫上投影物體，有機會再修正它吧。

感謝閱讀

就醬，想通以後花了些時間實現，回復不少能量

原始檔在這，歡迎參考研究

WSAD 移動，左鍵長按拖動物件，按 R 旋轉物件，滾輪移動距離，放開就把物體投影到背景上了，投影之後只有視角正確才能把它拿回來，可以長按 E 回到正確的位置。請不要介意那個超級糟糕的控制手感，我沒有花很多時間在 playerControler 上 www

參考資料

【Unity Image Shader 學習筆記】表面掃描效果、用GL自定義Blit、取得深度與shader取得世界座標

How can I transform a world space point to a camera’s screen coordinate?