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Unity3D Shader 入门
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 {}
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