Unity中Shader的ShaderLOD

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前言

Unity中Shader的ShaderLOD，这个功能用于让游戏支持 高配、中配、低配不同效果之间切换时使用。

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一、ShaderLOD的使用步骤

1、ShaderLOD使用在不同的SubShader中，用于区分SubShader所对应的配置

LOD 100;

2、在 C# 中使用 Shader.globalMaximumLOD 赋值来选择不同的 SubShader,以达到修改配置对应Shader的效果

Shader.globalMaximumLOD = 100;

3、在设置LOD时，是需要和程序讨论统一 LOD 对应的数值所对应的配置

二、ShaderLOD实现不同配置对应不同SubShader

1、我们基于之前的文章代码，继续测试该功能

因为需要使用LOD来区分不同的配置，所以不能使用上一篇的Fallback了

• Unity中Shader的Fallback

我们使用没实现Fallback的Shader来继续测试

• Unity中Shader阴影的接收

2、编写C#脚本来控制选择不同的ShaderLOD，并且把该脚本挂载在摄像机上

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

[ExecuteInEditMode]
public class ShaderLOD : MonoBehaviour
{
    public enum Quality
    {
        High,Medium,Low
    }

    public Quality theQuality = Quality.High;
    
    void Update()
    {
        switch (theQuality)
        {
            case Quality.High:
                Shader.globalMaximumLOD = 600; 
                break;
            case Quality.Medium:
                Shader.globalMaximumLOD = 400;
                break;
            case Quality.Low:
                Shader.globalMaximumLOD = 200;
                break;
        }
    }
}

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3、在用来测试的SubShader中添加 LOD 600 对应高配，并且添加一个只有空Pass的SubShader设置LOD 400 对应中配。（一般来说，SubShader的顺序按LOD从大到小来排序最合适，不容易出错）

Shader代码：

//ShaderLOD
Shader "MyShader/P1_7_5"
{
    Properties
    {
        [Enum(Off,0,On,1)]_ZWrite("ZWrite",int) = 0
        [Enum(UnityEngine.Rendering.CompareFunction)]_ZTest("ZTest",int) = 0
        //使用这个标签，可以使外部暴露属性，有标题
        [Header(Base)]
        [NoScaleOffset]_MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
        _Clip("Clip",Range(0,1)) = 0
        //使用这个标签可以 在两行暴露属性之间加 间隙
        [Space(10)]
        [Header(Dissolve)]
        _DissolveTex("DissolveTex",2D) = "black"{}

        [NoScaleOffset]_RampTex("RampTex(RGB)",2D) = "black" {}
        
    }
    SubShader
    {
        Tags{"Queue" = "Geometry"}
        LOD 600
        
        Blend Off
        Cull Back
        /*ZWrite [_ZWrite]
        
        ZTest [_ZTest]*/
        
        Offset -1,-1
        
        UsePass "MyShader/P1_6_4/XRay"
        
        Pass
        {
            //Tags{"LightMode"="ForwardBase"}
            
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            //#pragma multi_compile_fwdbase
            //剔除无用的变体
            //#pragma skip_variants DIRLIGHTMAP_COMBINED DYNAMICLIGHTMAP_ON LIGHTMAP_ON LIGHTMAP_SHADOW_MIXING LIGHTPROBE_SH SHADOWS_SHADOWMASK VERTEXLIGHT_ON
            //自己定义，阴影需要使用的变体
            #pragma multi_compile DIRECTIONAL SHADOWS_SCREEN
            #include "UnityCG.cginc"
            #include "AutoLight.cginc"
            
            sampler2D _MainTex;
            float _Clip;
            sampler2D _DissolveTex; 
            //这个四维向量，xyzw分别表示 Tilling 和 Offset 的 xy ,命名方式 在纹理名 后加 _ST
            float4 _DissolveTex_ST;


            //因为 在使用渐变纹理时，只使用了 渐变纹理的 u 坐标，所以把  sampler2D 换为 sampler
            sampler _RampTex;

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float4 uv : TEXCOORD0;
            };
            
            //1.在v2f中添加UNITY_SHADOW_COORDS(idx),unity会自动声明一个叫_ShadowCoord的float4变量，用作阴影的采样坐标.
            struct v2f
            {
                float4 uv : TEXCOORD0;
                float4 pos : SV_POSITION;
                UNITY_SHADOW_COORDS(1)
                float4 worldPos :TEXCOORD2;
            };
            //2.在顶点着色器中添加TRANSFER_SHADOW(o)，用于将上面定义的_ShadowCoord纹理采样坐标变换到相应的屏幕空间纹理坐标，为采样阴影纹理使用.
            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                
                //为了减少传入的值 ，所以就不创建新变量来存储，而是把 uv 改为  四维向量 来用
                //使用 o.uv 的 xy 来存放 原人物贴图
                //使用 o.uv 的 zw 来存放 噪波贴图缩放 和 偏移 后的值
                o.uv.xy = v.uv.xy;
                //o.uv.zw = v.uv * _DissolveTex_ST.xy + _DissolveTex_ST.zw;
                o.uv.zw = TRANSFORM_TEX(v.uv,_DissolveTex);

                TRANSFER_SHADOW(o)
                //把顶点转化到世界空间下
                o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld,v.vertex);
                
                return o;
            }
            //3.在片断着色器中添加UNITY_LIGHT_ATTENUATION(atten, i, i.worldPos)，其中atten即存储了采样后的阴影.
            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {

                UNITY_LIGHT_ATTENUATION(atten, i, i.worldPos)
                
                fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv.xy);

                //把阴影 和 纹理相乘
                col *= atten;
                
                //外部获取的 纹理 ，使用前都需要采样
                fixed4 dissolveTex = tex2D(_DissolveTex,i.uv.zw);
                
                //片段的取舍
                clip(dissolveTex.r -  _Clip);

                //进行归一化
                fixed4 dissolveValue = saturate((dissolveTex.r - _Clip) / (_Clip + 0.1 - _Clip));

                fixed4 rampTex = tex1D(_RampTex,dissolveValue.r);

                //col += rampTex;
                return col;
            }
            ENDCG
        }
        //阴影的投射
        Pass
        {
            //1、设置 "LightMode" = "ShadowCaster"
            Tags{"LightMode" = "ShadowCaster"}
            CGPROGRAM
            
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            //需要添加一个 Unity变体
            #pragma multi_compile_shadowcaster

            
            #include "UnityCG.cginc"

            //声明消融使用的变量
            float _Clip;
            sampler2D _DissolveTex;
            float4 _DissolveTex_ST;
            
            //2、appdata中声明float4 vertex:POSITION;和half3 normal:NORMAL;这是生成阴影所需要的语义.
            //注意：在appdata部分，我们几乎不要去修改名字 和 对应的类型。
            //因为，在Unity中封装好的很多方法都是使用这些标准的名字
            struct appdata
            {
                float4 vertex:POSITION;
                half3 normal:NORMAL;
                float4 uv:TEXCOORD;
            };
            //3、v2f中添加V2F_SHADOW_CASTER;用于声明需要传送到片断的数据.
            struct v2f
            {
                float4 uv : TEXCOORD;
                V2F_SHADOW_CASTER;
            };
            //4、在顶点着色器中添加TRANSFER_SHADOW_CASTER_NORMALOFFSET(o)，主要是计算阴影的偏移以解决不正确的Shadow Acne和Peter Panning现象.
            v2f vert(appdata v)
            {
                v2f o;
                o.uv.zw = TRANSFORM_TEX(v.uv,_DissolveTex);
                TRANSFER_SHADOW_CASTER_NORMALOFFSET(o);
                return o;
            }
            //5、在片断着色器中添加SHADOW_CASTER_FRAGMENT(i)
            
            fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
            {
                //外部获取的 纹理 ，使用前都需要采样
                fixed4 dissolveTex = tex2D(_DissolveTex,i.uv.zw);
                
                //片段的取舍
                clip(dissolveTex.r -  _Clip);
                
                SHADOW_CASTER_FRAGMENT(i);
            }
            ENDCG
        }
    }
    SubShader
    {
        LOD 400
        Pass
        {
            
        }
        
    }
}

选择高配效果：

选择中配效果：（因为是空Pass，所以返回白色）