Unity Shader常用函数总结

 

1. 数学函数
   1. Abs(x) ：返回输入参数的绝对值；
   2. Clamp（x,a,b）：如果x小于a则返回a；如果x大于b则返回b；
   3. Cross（A,B）：返回两个三元向量的叉积；
   4. degree（x）：输入参数为弧度值（radians）,函数将其转换为角度值；
   5. determinant（m）：计算矩阵的行列式因子；
   6. dot（A，B）：返回A和B的点积；
   7. exp2（x）: 2的x次方；
   8. lerp（a,b,f）：插值计算，
   9.  step(a, x)：如果 x，返回0；否则，返回1。
   10. Saturate(x)：将输入值限制在[0,1]之间
2. 几何函数
   1. distance( pt1, pt2)：两点之间的欧几里德距离（Euclidean distance）
   2.  reflect(I, N)：根据入射光方向向量 I，和顶点法向量N，计算反射光方向向量。其中I 和N 必须被归一化，需要非常注意的是，这个I 是指向顶点的；函数只对三元向量有效；
   3. refract(I,N,eta)：计算折射向量，I为入射光线，N为法向量，eta为折射系数；其中 I 和N 必须被归一化，如果I 和N 之间的夹角太大，则返回（0，0，0），也就是没有折射光线；I是指向顶点的；函数只对三元向量有效。
3. 纹理映射函数（投影纹理查询函数使用计算得到的投影纹理坐标，并在使用之前会将该投影纹理坐标除以透视值）
   1. Tex2D(sampler2D tex, float2 s)：二维纹理查询；
   2. Tex2Dproj(sampler2D tex, float3 sq) ： 二维投影纹理查询
   3. Tex3D(sampler3D tex, float s)  ：   三维纹理查询
   4. texCUBE(samplerCUBE tex, float3 s) ：  查询立方体纹理
   5. texCUBEproj (samplerCUBE tex, float4 sq) 查询投影立方体纹理
4. 偏导函数
   1.  ddx(a)：参数 a对应一个像素位置，返回该像素值在X 轴上的偏导数
   2. ddy(a)：参数 a对应一个像素位置，返回该像素值在Y 轴上的偏导数
   3. 函数 ddx和 ddy 用于求取相邻像素间某属性的差值；函数 ddx和 ddy 的输入参数通常是纹理坐标；函数 ddx和 ddy 返回相邻像素键的属性差值；
5. UnityShader

宏（通道设定显示硬件的各种状态，例如能打开alpha混合）

• Material { Material Block }：定义一个使用顶点光照管线的材质
• Lighting On | Off ：开启或关闭顶点光照。开启灯光之后，顶点光照才会有作用
• Cull Back | Front | Off：设置多边形剔除模式，详细内容后面的文章会讲解到。
  • ​​​​​​​ZTest (Less | Greater | LEqual | GEqual |Equal | NotEqual | Always)：设置深度测试模式
• ​​​​​​​ZWrite On | Off  ：设置深度写模式，详细内容后面的文章会讲解到。 
• ​​​​​​​ Fog { Fog Block }： 设置雾参数，详细内容后面的文章会讲解到。
• ​​​​​​​​​​​​​​ AlphaTest (Less | Greater | LEqual | GEqual| Equal | NotEqual | Always) CutoffValue： 开启alpha测试
• ​​​​​​​Blend SourceBlendMode |DestBlendMode ：设置alpha混合模式 ​​​​​​​
•  Color Color value： 设置当顶点光照关闭时所使用的颜色
• ​​​​​​​ColorMask RGB | A | 0 | any combination of R, G, B, A：设置颜色写遮罩。设置为0将关闭所有颜色通道的渲染
• ​​​​​​​Offset OffsetFactor , OffsetUnits：设置深度偏移
• ​​​​​​​SeparateSpecular On | Off：开启或关闭顶点光照相关的平行高光颜色 
• ColorMaterial AmbientAndDiffuse | Emissio：当计算顶点光照时使用每顶点的颜色

UnityShader内置函数

1. TRANSFORM_TEX(tex,name)：这个方法的定义在UnityCG.cginc中，它有两个参数，tex.xy是顶点的uv值，name##_ST则是在这个shader所在的材质球中，纹理图片的缩放和偏移，S指Scale，T指Transform，它是一个float4类型，其值分别为(Tiling.x,Tiling.y,Offset.x,Offset.y)。这个方法运算后，得到的是经过偏移和缩放的uv。它的运算公式是TextureCoordinate = tex.xy * name##_ST.xy + name##_ST.zw。如果偏移为0，缩放为默认1，则可以不用经过这个过程。
2. UnpackNormal(fixed4 packednormal)：对法线纹理进行采样。以UnpackNormal方法来说，它最主要的也就是packednormal.xyz * 2 – 1，要解释这个，就必须讲到法线纹理的生成。法线纹理是把模型的法线信息存到图片中去，每条法线的x,y,z对应的存到每个像素的r,g,b中。每条法线里的每个数值都是一个[-1,1]的闭合区间里，像素的每个数值则都是在[0,255]中，(n + vec3(1.0,1.0,1.0)) * (255.0 / 2.0)，每个法线向量，经过加上 vec3(1.0,1.0,1.0)。变成[0,2]的闭合区间里，然后除以2，再乘以255，发现向量，就会转换成了[0,255]里的数值。这也是上述那条公式的由来。至于法线纹理如何生成，有兴趣的可以详细了解一下这个算法，各个软件的生成算法不一样，最终得到的法线纹理也不一样。但是纹理里的数据，肯定是符合规范的法线纹理数据，可以在shader中使用。另外一个方法UnpackNormalDXT5nm ，则是一个压缩法线纹理后的方法。大家都知道，法线是一个单位向量，也就是它的长度是1，所以只需要知道x,y的数值，是可以计算得到z的数值的，z=1-(x+y)的平方。这样就可以减少贴

   inline fixed3 UnpackNormal(fixed4 packednormal) { #if defined(UNITY_NO_DXT5nm) return packednormal.xyz * 2 - 1; #else return UnpackNormalDXT5nm(packednormal); #endif } inline fixed3 UnpackNormalDXT5nm (fixed4 packednormal) { fixed3 normal; normal.xy = packednormal.wy * 2 - 1; normal.z = sqrt(1 - saturate(dot(normal.xy, normal.xy))); return normal; }

   图的大小，减少GPU的数据传输量。
3. UnityObjectToWorldNormal（float3 normal）: 从模型空间到世界空间转换法线
4. UnityObjectToWorldDir(float3 dir ): normalize(mul((float3x3)_World2Object)，norm); _World2Object:相当于当前世界矩阵的逆矩阵。
5. Luminance（float3 c）:实现shader的灰度化，return dot(c,fixed(0.22,0.707,0.071);