Unity中 URP Shader 的纹理与采样器的分离定义

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前言

我们在这篇文章中，了解一下 URP 下Shader 纹理采样怎么实现。（URP下纹理采样 和 BRP下纹理采样不同）

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一、URP Shader 纹理采样的实现

1、在属性面板定义一个2D变量用于接收纹理

_MainTex(“MainTex”,2D) = “white”{}

2、申明纹理

使用前在Pass中，我们申明纹理

• 纹理的定义，如果是编译到GLES2.0平台，则相当于sample2D _MainTex;否则相当于 Texture2D _MainTex;

TEXTURE2D(_MainTex);

3、申明采样器

使用前在Pass中，我们申明着色器

• 采样器的定义，如果是编译到GLES2.0平台，就相当于空;否则相当于 SamplerState sampler_MainTex;

SAMPLER(sampler_textureName):sampler+纹理名称，这种定义形式是表示采用textureName这个纹理Inspector面板中的采样方式

SAMPLER(sampler_MainTex);

4、进行纹理采样

• 纹理采样需要提前准备 uv 信息,方法和BRP下一致

float4 mainTex = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex,sampler_MainTex,i.uv);

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二、申明纹理 和 申明采样器内部干了什么

1、申明纹理

• 在GLES2（比较老的平台）下，申明纹理 和 BRP 下执行的一致 ：sample2D
  
• 在其他平台下，是一种新的定义方式 ：Texture2D
  

2、申明采样器

• 在GLES2（比较老的平台）下，申明采样器是一个空语句。因为，sample2D包含了纹理和采样器

• 在其他平台下，是一种新的定义方式 ：SampleState
  

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三、采样器设置

采样器的传入格式

采样器的定义(纹理与采样器分离定义),采样器是指纹理的过滤模式与重复模式,此功能在OpenGL ES2.0上不支持，相当于没写.

• filter:point/linear/triLinear
• wrap:clamp/repeat/mirror/mirrorOnce

1、纹理设置中，可以看见我们的采样器设置

2、默认的采样传入

SAMPLER(sampler_textureName):sampler+纹理名称，这种定义形式是表示采用textureName这个纹理Inspector面板中的采样方式.

3、修改采样器的 filter 模式

SAMPLER(_filter_wrap):比如SAMPLER(sampler_linear_repeat),使用自定义的采样器设置，自定义的采样器一定要同时包含过滤模式与重复模式的设置，注意这种自定义写法很多移动平台不支持！.

• 修改 filter 模式前：
  
• 修改 filter 模式后，使用采样像素点，不线性插值的方法

//SAMPLER(采样器名_过滤模式_重铺模式);
SAMPLER(SamplerState_Point_Repeat);

4、修改 wrap 模式

我们修改U方向平铺模式为 镜像，V方向平铺模式为 镜像

SAMPLER(SamplerState_linear_mirrorU_ClampV);

记着使用 TRANSFORM_TEX 函数，来应用重铺模式使用到的 纹理的 Tilling 和 Offset

• Unity中Shader 纹理属性 Tilling（缩放度） 和 Offset（偏移度）
  

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四、测试Shader

1、Shader：

Shader "MyShader/URP/P3_1_5"
{
    Properties 
    {
        _Color("Color",Color) = (0,0,0,0)
        _MainTex("MainTex",2D) = "white"{}
    }
    SubShader
    {
        Tags
        {
            //告诉引擎，该Shader只用于 URP 渲染管线
            "RenderPipeline"="UniversalPipeline"
            //渲染类型
            "RenderType"="Opaque"
            //渲染队列
            "Queue"="Geometry"
        }
        Pass
        {
            Name "Universal Forward"
            Tags
            {
                // LightMode: 
            }

            Cull Back
            Blend One Zero
            ZTest LEqual
            ZWrite On
          
            HLSLPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            // Pragmas
            #pragma target 2.0
            
            // Includes
            #include "Packages/com.unity.render-pipelines.core/ShaderLibrary/Color.hlsl"
            #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Input.hlsl"

            CBUFFER_START(UnityPerMaterial)
            half4 _Color;
            CBUFFER_END

            
            //纹理的定义，如果是编译到GLES2.0平台，则相当于sample2D _MainTex;否则相当于 Texture2D _MainTex;
            TEXTURE2D(_MainTex);
            float4 _MainTex_ST;
            //采样器的定义，如果是编译到GLES2.0平台，就相当于空;否则相当于 SamplerState sampler_MainTex;
            //SAMPLER(sampler_MainTex);
            //修改纹理采样格式
            #define smp SamplerState_linear_mirrorU_ClampV
            SAMPLER(smp);
            
            //struct appdata
            //顶点着色器的输入
            struct Attributes
            {
                float3 positionOS : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };
            //struct v2f
            //片元着色器的输入
            struct Varyings
            {
                float4 positionCS : SV_POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };
            //v2f vert(Attributes v)
            //顶点着色器
            Varyings vert(Attributes v)
            {
                Varyings o = (Varyings)0;
                float3 positionWS = TransformObjectToWorld(v.positionOS);
                o.positionCS = TransformWorldToHClip(positionWS);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv,_MainTex);
                return o;
            }
            //fixed4 frag(v2f i) : SV_TARGET
            //片元着色器
            half4 frag(Varyings i) : SV_TARGET
            {
                half4 c;
                float4 mainTex = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex,smp,i.uv);
                c = _Color *  mainTex;
                return c;
            }
            ENDHLSL
        }
    }

    FallBack "Hidden/Shader Graph/FallbackError"
}

2、测试效果

3、在ShaderGraph中实现