《Unity Shader入门精要》 第三章 Unity Shader 基础 笔记

Unity Shader 基础

shader和材质

基本流程

• 创建材质
• 创建unity shader，并赋给创建的材质
• 将材质赋给要渲染的对象
• 在材质面板调整Unity Shader属性。

Unity Shader 模板：

• standard surface shader：包含了标准光照模型的表面着色器模板
• unlit shader：不含光照的基本顶点/片元着色器
• image effect shader：实现屏幕后处理效果基本模板

ShaderLab

unity shader 基本结构

• Properties{} 属性
• SubShader{} 显卡使用的子着色器
• Fallback “”

Properties{} 属性

• 每个属性有名字，通常由下划线开始
• 显示的名称，出现在材质面板上的名字
• 类型
• 属性格式： 名字 (“显示名字”,属性类型) = 初始值
  即使我们没在Properties中定义属性，也可以在CG语言中定义属性。在Properties中定义属性是为了在编辑器中可以显示。

SubShader{}

• 每一个Unity Shader文件中可以包含多个SubShader{}，但最少要有一个。
• Unity需要加载这个Unity Shader时，会扫描所有SubShader{}，选择第一个可以在目标平台中运行的SubShader{}。如果都不支持，Unity就会使用在Fallback语义定义的Unity Shader。
• SubShader基本结构

Subshader {
    //可选的
    [Tags]
    
    //可选的
    [RenderSetup]
    
    Pass{
    }
    //Other Passes
}

• 每个Pass定义一次完整的渲染流程，数量过多会导致性能下降。

状态设置

状态名称	设置指令	解释
Cull	Cull Back\Front\Off	设置剔除模式：剔除背面\正面\关闭剔除
ZTest	ZTest Less Greater\LEqual\GEqual\Equal\NotEqual\Always	设置深度测试时使用的函数
ZWrite	ZWrite On\Off	开启\关闭深度写入
Blend	Blend SrcFactor DstFactor	开启关闭设置混合模式

SubShader标签

• 是一个键值对，键和值都是字符串。
• 告诉Unity渲染引擎，我希望怎样以及何时渲染这个对象。
  
  以上标签仅可在SubShader中声明，而不可以在Pass块中声明。Pass块虽然可以定义标签，但是标签类型不同于SubShader中的标签。

Pass语句块

Pass {
    [Name]
    [Tags]
    [RenderSetup]
    //Other code
}

• 我们可以定义该Pass的名称
  Name “MyPassName”
  通过这个名称，我们可以使用UsePass来直接使用其他Unity Shader中的Pass。
  UsePass “MyShader/MYPASSNAME”
  ps:Unity内部会把pass名称转化成大写字母
• Pass标签列表：
  
• UsePass：可以使用该命令来服用其他Unity Shader中的Pass；
• GrabPass：该Pass负责抓取屏幕并将结果存储在一张纹理中，以用于后续的Pass处理。

Fallback

紧跟在SubShader语句块后面，它用于告诉Unity，如果所有SubShader语句块在这块显卡上都不能运行，就是用这个最低级的Shader。

Fallback "name"
//或者
Fallback Off

Fallback Off即如果所有SubShader都无法运行，那就不要管它了。

Unity Shader形式

Unity Shader最重要的任务还是指定各种着色器所需的代码。这些着色器代码可以写在SubShader语义块中（表面着色器做法），也可以写在Pass语义块中（顶点/片元着色器和固定函数着色器做法）。

表面着色器（Surface shader）

• 由Unity自己创造的一种着色器，是对顶点/片元着色器的进一步抽象，它需要的代码量很少，Unity在背后做了很多工作，但是渲染代价比较大。它存在的价值就是Unity帮我们处理了很多光照细节。
• 表面着色器被定义在CGPROGRAM和ENDCG中，并且不再pass语义块中，表面着色器并不在意你使用了多少个pass，unity会在背后进行处理。
• CGPROGRAM和ENDCG中间的代码是使用CG/HLSL编写的。

顶点/片元着色器

• 在Unity中我们可以使用CG/HLSL语言来编写顶点/片元着色器，他们更加复杂，但是灵活度也更高。
• 顶点/片元着色器是定义在pass语义块中的，虽然我们需要编写更多的代码，但我们可以控制渲染的细节。

固定函数着色器

• 大部分设备都支持上面两种中的可编程管线，某些较旧的设备，不支持可编程管线着色器，我们需要使用固定函数着色器。
• 代码只相当于一些渲染设置，并且也是被定义在Pass语义块中，但它不是使用CG/HLSL编写，而是完全使用ShaderLab编写。

选择哪种渲染形式

• 如果想和各种光源打交道，使用表面着色器，但要小心在移动平台上的效果。
• 如果光线较少，可以使用顶点/片元着色器。
• 如果想实现很多自定义的渲染效果，那么选择顶点/片元着色器。