Unity3D Shader 入门.docxVIP

Unity3D Shader 入门什么是ShaderShader（着色器）是一段能够针对3D对象进行操作、并被GPU所执行的程序。Shader并不是一个统一的标准，不同的图形接口的Shader并不相同。OpenGL的着色语言是GLSL， NVidia开发了Cg，而微软的Direct3D使用高级着色器语言（HLSL）。而Unity的Shader 是将传统的图形接口的Shader（由 Cg / HLSL编写）嵌入到独有的描述性结构中而形成的一种代码生成框架，最终会自动生成各硬件平台自己的Shader，从而实现跨平台。Unity Shader 其实并不难，初学者往往很迷惑是因为它有太多固定的命令和结构，而这些命令又需要我们对3D渲染有一定的了解才能知道它们是做什么的。Shader种类OpenGL和Direct3D都提供了三类着色器：顶点着色器：处理每个顶点，将顶点的空间位置投影在屏幕上，即计算顶点的二维坐标。同时，它也负责顶点的深度缓冲（Z-Buffer）的计算。顶点着色器可以掌控顶点的位置、颜色和纹理坐标等属性，但无法生成新的顶点。顶点着色器的输出传递到流水线的下一步。如果有之后定义了几何着色器，则几何着色器会处理顶点着色器的输出数据，否则，光栅化器继续流水线任务。像素着色器(Direct3D)，常常又称为片断着色器(OpenGL)：处理来自光栅化器的数据。光栅化器已经将多边形填满并通过流水线传送至像素着色器，后者逐像素计算颜色。像素着色器常用来处理场景光照和与之相关的效果，如凸凹纹理映射和调色。名称片断着色器似乎更为准确，因为对于着色器的调用和屏幕上像素的显示并非一一对应。举个例子，对于一个像素，片断着色器可能会被调用若干次来决定它最终的颜色，那些被遮挡的物体也会被计算，直到最后的深度缓冲才将各物体前后排序。几何着色器：可以从多边形网格中增删顶点。它能够执行对CPU来说过于繁重的生成几何结构和增加模型细节的工作。Direct3D版本10增加了支持几何着色器的API, 成为Shader Model 4.0的组成部分。OpenGL只可通过它的一个插件来使用几何着色器。Unity Shader 分为 表面着色器（Surface Shader）和 顶点片段着色器（Vertex And Fragment Shader）。表面着色器（Surface Shader）是Unity提出的一个概念。编写着色器与光照的交互是复杂的，光源有很多类型，不同的阴影选项，不同的渲染路径(正向和延时渲染)，表面着色器将这一部分简化。Unity建议使用表面着色器来编写和光照有关的Shader。顶点片段着色器（Vertex And Fragment Shader）和OpenGL，Direct3D中的顶点着色器和片段着色器没有什么区别。顶点片段着色器比表面着色器使用更自由也更强大，当然光照需要自行处理。Unity也允许在里面编写几何着色器，一般用得不多。Shader程序结构//Shader语法：Shader name { [Properties] Subshaders [Fallback] [CustomEditor] }//Properties 语法Properties { Property [Property ...] }// Subshader 语法Subshader { [Tags] [CommonState] Passdef [Passdef ...] }// Pass 语法Pass { [Name and Tags] [RenderSetup] }// Fallback 语法Fallback name属性定义（Property Definition）：定义Shader的输入，这些输入可以在材质编辑的时候指定子着色器（SubShader）：一个Shader可以有多个子着色器。这些子着色器互不相干且只有一个会在最终的平台运行。编写多个的目的是解决兼容性问题。Unity会自己选择兼容终端平台的Shader运行。回滚（Fallback）：如果子着色器在终端平台上都无法运行，那么使用Fallback指定的备用Shader，俗称备胎。Pass：一个Pass就是一次绘制。对于表面着色器，只能有一个Pass，所以不存在Pass节。顶点片段着色器可以有多个Pass。多次Pass可以实现很多特殊效果，例如当人物被环境遮挡时还可以看到人物轮廓就可以用多Pass来实现。Cg代码：每个Pass中都可以包含自定义的Cg代码，从CGPROGRAM开始到ENDCG结束。基本的表面着色器示例： Shader Custom/NewShader { Properties { _MainTex (Base (RGB), 2D) = white {}