Unity自学笔记2017.9.28 着色器

着色器分析


首先看一下create shader时,unity的几种着色器

Unity自学笔记2017.9.28 着色器_第1张图片
unity着色器

前三个都可以直接拖到material上,图标也相同。

Unity自学笔记2017.9.28 着色器_第2张图片
几种shader

查了一下发现

Standard surface shader会产生一个包含了标准光照模型(使用了unity5中新添加的基于物理的渲染方法)的表面着色器模板(为我们提供了典型的表面着色器的实现方法)
Unlit shader则会产生一个不包含关照(但包含雾效)的基本的顶点/片元着色器
Image effect shader则为我们实现各种屏幕后处理效果提供了一个基本的模板
Compute shader会产生一种特殊的shader文件,这类shader目的是利用GPU的并行性来进行一些与常规渲染流水线无关的计算。
ShaderVariantCollection是Unity在5.x后提供的一个着色器预编译的方案,使用它可以轻松的指定需要着色器变体,在需要的时候加载、解析、编译等一条龙服务。 其实就是一个着色器资源列表,是一个由通道类型+着色器关键字组合的列表

似懂非懂……看一下代码吧

Standard surface shader

Shader "Custom/1" {
    Properties {
        _Color ("Color", Color) = (1,1,1,1)
        _MainTex ("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {}
        _Glossiness ("Smoothness", Range(0,1)) = 0.5
        _Metallic ("Metallic", Range(0,1)) = 0.0
    }
    SubShader {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 200
        
        CGPROGRAM
        // Physically based Standard lighting model, and enable shadows on all light types
        #pragma surface surf Standard fullforwardshadows

        // Use shader model 3.0 target, to get nicer looking lighting
        #pragma target 3.0

        sampler2D _MainTex;

        struct Input {
            float2 uv_MainTex;
        };

        half _Glossiness;
        half _Metallic;
        fixed4 _Color;

        // Add instancing support for this shader. You need to check 'Enable Instancing' on materials that use the shader.
        // See https://docs.unity3d.com/Manual/GPUInstancing.html for more information about instancing.
        // #pragma instancing_options assumeuniformscaling
        UNITY_INSTANCING_CBUFFER_START(Props)
            // put more per-instance properties here
        UNITY_INSTANCING_CBUFFER_END

        void surf (Input IN, inout SurfaceOutputStandard o) {
            // Albedo comes from a texture tinted by color
            fixed4 c = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex) * _Color;
            o.Albedo = c.rgb;
            // Metallic and smoothness come from slider variables
            o.Metallic = _Metallic;
            o.Smoothness = _Glossiness;
            o.Alpha = c.a;
        }
        ENDCG
    }
    FallBack "Diffuse"
}
Unity自学笔记2017.9.28 着色器_第3张图片
结合material面板食用

可以看到可以改变的有颜色、贴图、平滑度和金属度(自己定义的float类型)

#pragma surface surf Standard fullforwardshadows看起来这是一个表面着色器

着色器名称 含义
surface shaders 指的是表面着色器,据说本质上也是顶点和片段着色器
vertex and fragment shaders 顶点着色器主要是处理顶点的平移,缩放等位置或者大小相关的函数。片段着色器主要处理的是像素的颜色。
fixed function shaders 指固定功能着色器

代码主体部分可以看到。void surf (Input IN, inout SurfaceOutputStandard o)有这样的一个输入。然后这个着色器把材质和颜色数据简单相乘得到的rgb值作为了o的Albedo(反照率,=diffuse),其他的值就直接赋给了光照模型。

Input是之前定义的结构体(据说是用于计算中的信息传递),SurfaceOutputStandard是标准光照模型,inout指的是可以输入也可以输出

一点疑问fixed4 c中fixed4这个变量是用rgba来指代思维的数据吗?网上查到的定义是:

fixed:11位低精度浮点数。范围是[-2, 2],精度是1/256。

Unlit shader

Shader "Unlit/US"
{
    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
        }
    }
}

#pragma vertex vert说明了这是顶点着色器。#pragma fragment frag应该是片段着色器的意思。在Pass中也能看到对应两者的函数。
#pragma multi_compile_fog开启了雾效

float4 vertex : POSITION; ':' 后面的是语义,代表这个变量的意义

Unity自学笔记2017.9.28 着色器_第4张图片
看起来可以调整贴图的uv坐标

Tiling表示UV坐标的缩放倍数,Offset表示UV坐标的起始位置。

ShaderVariantCollection不能用VS打开,嗯……以后研究


Unity自学笔记2017.9.28 着色器_第5张图片
看起来可以放很多shader

今日参考资料:
【浅墨Unity3D Shader编程】之一 夏威夷篇:游戏场景的创建 & 第一个Shader的书写
yejianyong:unity shader入门指南与总结
Unity3D Shader加载时机和预编译
Unity5中新的Shader

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