Unity Shader学习6 —— Unity创建一个Shader

Unity引擎是一个非常强大的支持跨平台开发的游戏引擎，基于Mono这个开源.Net的框架设计而成，在Unity中定义了ShaderLab来组织Shader的内容，针对不同平台进行编译。了解了Shader和Cg的一些基础知识之后，接下来我们要做的就是：学会如何在Unity中使用Cg编写Shader并实现一些简单的Shader效果。

Unity Shader：

说到底，Shader其实只是一段规定好输入（颜色，贴图等）和输出（渲染器能读懂的点和颜色的对应关系）的程序。那么，设计一个Shader的过程其实就是根据输入，进行计算变换从而产生输出而已。

1.分类：

在Unity中的Shader分为两类：

• 表面着色器（Surface Shader）:已经为我们完成了大部分的工作，只需要简单的操作即可得到不错的效果；
• 片段着色器（Fragment Shader）:可以自己设计出很多东西，因为可自行设置的内容更多，但也更加难写。使用片段着色器的目的是可以在更加底层进行更复杂（或者针对目标设备更高效）的开发。

2.Shader程序基本结构：

使用Unity中的框架来编写Shader程序，其实相对于其他游戏引擎要简单一些，在Cocos2d中还得从OpenGL层面开始编写逻辑，但是在Unity只需要往框架中填入需要控制的内容即可，一个Shader程序的基本结构如下图所示：

Created with Raphaël 2.1.0Shader(着色器)Property Definition（属性定义）SubShader（子着色器：开始）PassPass......SubShader（子着色器：结束）Fallback（回滚）

• 首先，定义一些属性，用来指定代码将有哪些输入；
• 其次，会有一个或者多个子着色器，但是在实际运行中哪一个子着色器被使用是由运行的平台所决定的；
• 子着色器是代码的主体，每个子着色器包含一个或多个Pass；
• 最后指定一个回滚，用来处理所有Subshader都不能运行的情况（比如设备太老）。

执行着色时，平台选择最优先可以使用的子着色器，然后依次执行该子着色器中的Pass，然后输出结果。

3.Unity创建第一个Shader：

在Unity的Project面板中，右键-Create-Shader，取名为Diffuse_Texture，使用VS打开可以查看新建的Shader的内容如下所示：

Shader "Custom/Diffuse_Texture" {
    Properties {
        _MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" {}
    }
    SubShader {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 200

        CGPROGRAM
        #pragma surface surf Lambert

        sampler2D _MainTex;

        struct Input {
            float2 uv_MainTex;
        };

        void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
            half4 c = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex);
            o.Albedo = c.rgb;
            o.Alpha = c.a;
        }
        ENDCG
    } 
    FallBack "Diffuse"
}

接下来我们要做的，就是解析这个Shader中每一行的含义和作用，包括了属性、Tags、LOD、光照模型等。

参考链接：

• 了解Shader的基础知识：猫都能学会的Unity3D Shader入门指南（一）
• Unity官方关于Shader的一些资料：Materials, Shaders & Textures
• 了解Shader的机制：【Unity Shaders】初探Surface Shader背后的机制

推荐书籍：

• 《Unity Shader and Effect Cookbook》，中文版：《Unity着色器和屏幕特效开发秘笈》