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Unity自学笔记2017.9.28 着色器

Unity自学笔记2017.9.28 着色器

作者: KenBoNely | 来源:发表于2017-09-28 10:18 被阅读0次

    着色器分析


    首先看一下create shader时,unity的几种着色器

    unity着色器

    前三个都可以直接拖到material上,图标也相同。

    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"
    }
    
    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

    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


    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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