Shader入门初学

在制作项目时我们需要用到Shader,那么Shader怎么做呢？首先我们需要了解一些东西,OpenGL渲染管线 :

顶点着色器: 计算顶点颜色，将游戏物体的坐标转换成相机坐标。

光栅化: 顶点转换成像素。

片段着色器: 计算每一个像素的最终颜色。

alpha测试 : 挑选指定透明度的像素进行绘制。

模板测试: 挑选指定的模板的像素进行绘制。

深度测试: 挑选指定深度的像素进行绘制。

Blend : 将计算的要渲染的像素跟已经有的像素进行混合,然后放到GBuffer中

GBuffer : 待渲染的像素信息。(双缓冲区,在GBuffer中的东西会发送给frontBuffer)

frontBuffer : 下一帧要显示的像素信息。

frameBuffer : 当前显示器上正在显示的像素。

Shader的渲染流程 :

图形渲染与渲染流水线在计算机中的图形渲染，给定一个视点，和需要绘制的图形的几何顶点的几何，然后通过一系列的数学运算，然后转换为计算机可以识别的数据最后显示在二维的屏幕上。

图形的渲染分为几个大的阶段，而每个大的阶段中又有几个小的阶段，在大的阶段中我们通过把渲染管线分为三个阶段:

1、应用程序阶段

2、几何阶段

3、光栅化阶段

渲染管线的流程可以细分为:

1、顶点处理

2、面处理

3、光栅化

4、像素处理

顶点处理: 通过一系列的坐标系转换,将模型的顶点在摄像机前进行位移,并最终将模型投影到摄像机的屏幕上。

这一系列变换会涉及到各个坐标系中的矩阵变换。

在这一阶段包括顶点的坐标变换、逐顶点物化、材质属性和光照属性处理。

接下来就是面处理,面处理主要包括:面的组装,面截取,面剔除

面处理渲染流程

渲染管线的流程是在GPU中进行的。

渲染管线的渲染流程

下面结合着图片把在CPU中调用的接口对应到GPU使用的接口。

渲染管线主要分为四个步骤：顶点变换，图元装配，光栅化，像素处理

Shader编程主要是分为两部分：一部分是顶点处理，一部分是像素处理。

顶点处理：

顶点渲染的作用是对三维图元的顶点进行坐标变换和光照计算，生成可用于渲染到投影空间的顶点坐标、颜色和纹理坐标。顶点渲染就是定义了一系列针对顶点的渲染指令或渲染语句，当Direct3D处理图元顶点时，自动使用这些渲染指令或者渲染语句对每一个顶点逐一进行处理，完成顶点数据的处理工作。

像素处理：

对每个像素的颜色斤西瓜混合纹理采样，包括迭代颜色和纹理坐标、纹理采样以及将纹理采样与灯光和材质的颜色进行混合。比如：Alpha测试、深度测试、模版测试、计算每个像素的雾化值、Alpha混合等。

Shader中的结构 : 

Properties是相当于我们C#中的属性。

SubShader是子着色器。(可以有多个)

Pass是渲染通道。(可以有多个,每多一个Pass就会多一个Drawcall)

属性定义

在这个属性的结构中有一个_MainTex,这个代表着属性的名字,我们可以通过这个属性的名称来获取到这个属性(变量)的数据。小括号里的第一个字符串表示的是我们这个变量显示出来的名称。后面的2D代表着这个属性的类型。等号后面表示这个属性的默认值。

其他的属性定义

除了自带定义的属性我们还可以自定义属性,比如Int的Float的,还可以是范围(Range),也可以是一个颜色。(注意: 定义的最后是不能加”;”的)

自己写的一个小案列

(自学Shader的一些笔记和心得)