【Unity Shader 中Pass相关介绍_第三篇】

故事的开始在上一篇！！！

1.1.在CG中调用属性变量

Shader通过Properties代码块声明开放出来的属性，如果想访问这些属性，需要在CG代码块中再次进行声明，它的语法格式为:

		type name;
		//type为变量的类型，name为属性变量的名称。

提示：
必须在函数调用属性之前对其进行声明，否则编译会失败。
下面是在这一篇中介绍到的属性，在CG中全部在声明一遍，代码块如下：

Shader "Unlit/在CG中调用属性变量"
{
    Properties
    {
        //下面是可能会出现的 Properties 的结构
        _2D("2D", 2D) = "" {}											//2D贴图类型
        _Color("Color",Color) = (1,1,1,1)								//颜色类型
        _Value("Value",Range(0,10)) = 2.5								//范围类型
        _Float("Float",Float) = 0										//浮点类型
        _Vector("Vector",Vector) = (0,0,0,0)							//向量类型
        _Cube("Cube",Cube) = "" {}										//立方体贴图类型
        _3D("3D",3D) = "" {}											//3D贴图类型
        //_name("display name" , type) = "defaulttexture"				//_属性名CG代码块方便调用（“在面板中显示的” ， 属性类型） = 初始化默认值

    }
    SubShader
    {
        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "UnityCG.cginc"
            
            //在CG中声明属性变量
			sampler2D _2D												//2D贴图类型
			float4 _Color												//颜色类型
			float _Value												//范围类型
			float _Float												//浮点类型
			float4 _Vector												//向量类型
			samplerCUBE _Cube											//立方体贴图类型
			sampler3D _3D												//3D贴图类型

            void vert()
            {
            }

            void frag()
            {
            }
            
		ENDCG
        }
    }
}

下面是开放属性与CG属性变量的对应关系：

语义	描述
float，Range	浮点和范围类型的属性，根据精度可以使用float，half或者fixed
Color，Vector	颜色和向量类的属性，可以使用float4，half4或fixed4声明，其中颜色使用低精度的fixed4声明可以减少性能消耗
2D	2D纹理贴图属性，使用sampler2D声明
cube	立方体贴图属性，使用samplerCUBE声明
3D	3D纹理贴图属性，使用sampler3D声明

1.2.实现更改颜色

先小试一下，其他的大多都差不多，需要多练习就熟悉了。下面对颜色属性，在CG中重新声明属性变量，实现更改颜色功能。

Shader "Unlit/实现更改颜色"
{
    Properties
    {
        //开放颜色属性
        _Color("Color",Color) = (1,1,1,1)	//颜色类型，默认值为(1,1,1,1)=白色
    }
    SubShader
    {
        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

			float4 _Color；		//在CG中以float4类型再次声明
			
            void vert(in float4 vertex : POSITION,
            		out float4 position : SV_POSITION)
            {
            	position = UnityObjectToClipPos(vertex);
            }

            void frag(out float4 color : SV_TARGET)		//在第一篇中解释了，为啥片段着色器可以直邮输出？
            {
            	//调用颜色变量_Color
            	Color = _Color；		//在片段着色器中直接使用变量_Color输出颜色，无返回值。
            }
		ENDCG
        }
    }
}

1.3.实现使用贴图（启用纹理的变量的Tiling和Offset的语法细则）

上面通过声明实现自由更改颜色。接下来实现使用纹理贴图。
在Properties代码块别定义之后，还需要在CG代码块中再次声明。但是与其他属性不同的是，CG还需要额外声明一个变量用于储存贴图的其他信息。如下面的图：

下面是Tiling和Offset属性：

平铺(Tiling)和偏移(Offset)属性，额外声明的变量就是为了储存这些信息。
在CG中，声明一个纹理的变量的Tiling和Offset的语法结构如下：
float4{TextureName}_ST;
其中TextureName是纹理属性的名称
ST：Scale和Transform的首字母，表示UV的缩放和平移。
x和y分量分别为Tiling的X值和Y值
z和w分量分别为Offset的Z值和W值
纹理坐标的计算公式为：
texcoord = uv * {TextureName}. xy + {TextureName}.zw
注意：公式先乘以平铺再加偏移值。初中的加减乘除运算规则是先乘除再加减，这样记住就可以了。有兴趣的可以看一下背后推导的过程，这里不扩充。

直接上代码，注释里会说的很清楚。

Shader "Unlit/实现使用贴图"
{
    Properties
    {
        //开放颜色属性
        _MainTex("MainTex", 2D) = "white" {}							//2D贴图类型
        _MainColor("MainColor",Color) = (1,1,1,1)						//颜色类型
        //Properties开放的名称为_MainTex的纹理属性，默认值为白色。
        							//当然这里也可以写成这样,比较灵活，他们要声明的属性是一个类型。
        							//_2D("2D", 2D) = "white" {}//2D贴图类型
        							//_Color("Color",Color) = (1,1,1,1)	//颜色类型

    }
    SubShader
    {
        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag//这三行在第一篇里有详细说明。

			float4 _MainColor；		//在CG中以float4类型再次声明
			//声明纹理属性变量以及ST变量
			sampler2D _MainTex;
			float4 _MainColor_ST;
			
            void vert(in float4 vertex : POSITION,in float2 uv : TEXCOORD0,
            		out float4 position : SV_POSITION,out float2 texcoord : TEXCOORD0)
            {
				//下面这个“UnityObjectToClipPos”是unity5.6以后的写法，unity5.6以前的写法是“UNITY_MATRIX_MVP”
            	position = UnityObjectToClipPos(vertex);
            	//使用公式计算纹理坐标
            	texcoord = uv * _MainColor_ST.xy + _MainColor_ST.zw;
            	//如果用不到平铺(Tiling)和偏移(Offset)属性效果，那么可以省略对纹理资源ST变量的声明，同时不再计算其纹理坐标。
            	//则公式可以写成这样：
            	//				texcoord = uv;
            	//也就是UV坐标输入到顶点函数之后无需计算平铺和偏移，而是直接输出。
            	//片段函数void frag()获取到UV坐标之后直接对纹理进行采样。
            }
			//来到了片段着色器
            void frag(in float4 position : SV_POSITION,in float2 texcoord : TEXCOORD0,
            		out float4 color : SV_TARGET)
            {
            	Color = tex2D(_MainTex,texcoord) * _MainColor；
            }
		ENDCG
        }
    }
}

Pass介绍的第三篇了，是时候介绍 具体的 多一点的 结构体，着色器通常需要输入和输出参数，为了使代码编写更加方便，并且看起了整洁，所以有了这样的一个数据类型——结构体。