Unity3D Shader学习总结(一)

Hello ,I am Edwin

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首先谢谢大家的支持，其次如果你碰到什么其他问题的话，欢迎来 我自己的一个 讨论群559666429来,大家一起找答案，共同进步

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Unity3D Shader<认识Shader类型>(一)

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友情提示：在VS里面，Unity Shaders是没有语法高亮显示和智能提示的，VS党可以参考一下这几篇文章《unity3d shaderlab在vs的高亮显示》使代码高亮显示，也可以下载shaderlabvs或NShader之类的插件使代码高亮显示。

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OpenGL渲染管线：

如图所示，这是OpenGL的工作流程图。
关于图中的各个过程具体都在做些什么工作，可以看看这篇博客《OpenGL渲染管线》,讲得挺详细的，我就不赘述了。
上述的这些过程，初学者可以简单地记为四个部分

顶点变换 → 图元装配和光栅化 → 片元纹理映射和着色 → 写入帧缓存

可编程的部分就是顶点变换和片元着色啦。

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渲染管线中 ——像素处理：

• 对每个像素区域进行着色
• 对像素贴上贴图
• 形成最终的画面

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• 输入 ： 像素的位置，深度，贴图坐标， 法线，切线，颜色等等
• 输出 ：每个像素的颜色，透明度

流成：

其中 CPU 和 GPU 的 工作分别为 ：

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Shader的粗鲁理解：

Shader的意思就是着色器，也就是“给物体上色”，所以Shader的作用就是通过计算物体的像素，片段，顶点等等而最终决定物体显示的是什么，怎么显示。
GPU这个名词相信大家都不陌生。它是计算机处理图像的元件。GPU是Graphic Processing Unit（图形处理单元）的缩写。由于 GPU 具有高并行结构（highly parallel structure），所以 GPU 在处理图形数据和复杂算法方面拥有比 CPU 更高的效率。我们来看一下下面两段代码的对比，这两段代码都是提取 2D 图像上每个像素点的颜色值，第一段是在CPU上运算的C++代码，第二段是在GPU上运算的Cg代码：
img
CPU要用for循环语句遍历像素，而GPU只要一行代码就够了。GPU在图形处理方面很强大吧？
而Shader，就是GPU执行的一段针对3D对象进行操作的程序。

CPU要用for循环语句遍历像素，而GPU只要一行代码就够了。GPU在图形处理方面很强大吧？
而Shader，就是GPU执行的一段针对3D对象进行操作的程序。

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Shader开发语言：

语言	介绍
HLSL	主要用于Direct3D。平台:windows。
GLSL	主要用于OpenGL。 平台:移动平台（iOS，安卓），mac(only use when you target Mac OS X or OpenGL ES 2.0)
CG	与DirectX 9.0以上以及OpenGL 完全兼容。运行时或事先编译成GPU汇编代码。 CG比HLSL、GLSL支持更多的平台，Unity Shader采用CG/HLSL作为开发语言。

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Unity3D着色器，有四种不同的类型：

英文	中文	介绍
surface shaders	表面着色	Unity3d推荐的Shader类型。它是一个代码生成器，帮我们将重复的代码省去了，使得编写Shader更为容易。使用的也是CG/HLSL语言。
vertex and fragment shaders	顶点和片段着色器	最强大的Shader类型，属于可编程渲染管线。使用的是CG/HLSL语言。也就是我上面说过的两种。
fixed function shaders	作为固定功能着色	属于固定渲染管线Shader, 基本用于高级Shader在老显卡无法显示时的备用Shader。
Compute Shader	Unity新增的一种Shader（ 使用HLSL语言）	Compute Shader技术是微软DirectX 11 API新加入的特性，在Compute Shader的帮助下，程序员可直接将GPU作为并行处理器加以利用，GPU将不仅具有3D渲染能力，也具有其他的运算能力，也就是我们说的GPGPU的概念和物理加速运算。

Unity Shader	介绍
Standard Surface Shader	表面着色
Unlit Shader & ImageEffect Shader	顶点和片段着色器
Compute Shader	Unity新增Shader

无论您选择哪种类型，实际的shader代码总是会被裹在被称为ShaderLab的语言中，这是用来组织结构着色。它看起来像这样：

Shader "Unlit/ff"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
    }
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 100

        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            // make fog work
            #pragma multi_compile_fog

            #include "UnityCG.cginc"

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                UNITY_FOG_COORDS(1)
                float4 vertex : SV_POSITION;
            };

            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;

            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                UNITY_TRANSFER_FOG(o,o.vertex);
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                // sample the texture
                fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
                // apply fog
                UNITY_APPLY_FOG(i.fogCoord, col);
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

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这个很重要的，官方的东西比你收到的任何博客资料都详细而且无误。只是是英语，得慢慢认真看。虽然我也还没有看。哈哈哈~~~

Unity3D官网教程梳理：

• ShaderLab syntax: Shader(ShaderLab的基本语法框架介绍)
  
  • ShaderLab syntax: Properties（ShaderLab语法中 Properties（特性）的介绍）
  • ShaderLab syntax: SubShader（ShaderLab 代码中SubShader块的语法内容介绍）
    
    • ShaderLab syntax: Pass（Pass语块的介绍，通常里面是一些标签介绍）
      
      • ShaderLab: Culling & Depth Testing（一些剔除和深度的标签）
      • ShaderLab: Blending（混合的一些标签。可以控制物体的模糊和锐化程度）
      • ShaderLab: Pass Tags（标签的定义介绍）
      • ShaderLab: Stencil（一些模版的介绍，这个没有用过）
      • ShaderLab: Name（名字的定义。定义之后，两个不同的Pass 之间就可以通过Name访问）
      • ShaderLab: Legacy Lighting（传统灯光的一些定义。比如接收灯光）
      • ShaderLab: Legacy Texture Combiners（传统纹理贴图合成的语法介绍。可以定义一些贴图的行为。比如贴图的“Multiply””Add”等效果）
      • ShaderLab: Legacy Alpha Testing（传统透明通道语法。有种模糊边界的感觉）
      • ShaderLab: Legacy Fog（雾的语法了。）
      • ShaderLab: Legacy BindChannels（混合通道的语法。没用过。哈哈~~）
    • ShaderLab: UsePass（另外一个Pass怎么去调用另一个Pass的语法）
    • ShaderLab: GrabPass（获取另一个Pass的变量。比如获取贴图。写贴图定义的名字就OK）
    • ShaderLab: SubShader Tags（Tage 的定义语法。比如tag 决定了这个是透明还是不同名物体）
  • ShaderLab: Fallback（回退的语法。当Pass里面的代码无法执行的时候执行这里的方法）
  • ShaderLab: CustomEditor（自定义编辑器。写在properties and subshaders 语块之外。没用过）
  • ShaderLab: other commands（另外一些命令。比如 Fog 雾 的接收和不接收）
• Writing Surface Shaders（表面着色器的一些介绍）
  
  • Surface Shader examples（表面着色器的一些案例。可以跟着做一做）
  • Custom lighting models in Surface Shaders（自己如果不满足与Shader 自己的 光照模型。可以看这个，自己去自定义一个光照模型）
  • Custom lighting models in Surface Shaders（讲解一Unity 中的一些光照模型。）
  • Surface Shaders with DX11 / OpenGL Core Tessellation（一个强大的功能。曲面细分。听说很厉害，GPU不会过度消耗，又能细化模型细节。用的不多）
• Writing vertex and fragment shaders（顶点和片段着色器 的 介绍）
  
  • Vertex and fragment shader examples（一些简单案例）
  • Shader semantics（语法的一些介绍）
  • Accessing shader properties in Cg/HLSL（CG/HLSL的一些属性）
  • Providing vertex data to vertex programs（向顶点处理程序提供顶点数据的语法介绍。比如顶点的 位置，法向量，颜色，坐标，切线）
  • Built-in shader include files（介绍一下内置 的 库。比如“UnityCG.cginc”）
  • Predefined Shader preprocessor macros（介绍一些 着色器预处理器宏。比如平台硬件的判断）
  • Built-in shader helper functions（内置的一些帮助函数，比如转化坐标，灯光方向，等等）
  • Built-in shader variables（内置的一些 Shader 变量）
  • Making multiple shader program variants（制作多个着色器程序变量。不懂）
  • GLSL Shader programs（GLSL着色器程序，没用过）
  • Shading Language used in Unity（在Unity 中 使用的 Shader 语言介绍。就是说，他支持 HLSL/CG 语言等等，吧啦吧啦的）
  • Shader Compilation Target Levels（着色器编译目标级别）
  • Shader data types and precision（着色器数据类型和精度。就是介绍如，float,half,fixed登类型）
  • Using sampler states（具体介绍了一下 图片 sampler的一些功能、可以做马赛克哦）
• Shader assets（Unity 中 Shader 的创建以及“Inspector”面板的一些操作说明）
• Advanced ShaderLab topics（一些Shdaer 新功能的 话题）

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