美文网首页
Unity3D Shader教程一 HLSL基础

Unity3D Shader教程一 HLSL基础

作者: UnityAsk | 来源:发表于2019-07-25 21:42 被阅读0次

    Unity Shaders是在名为“Shaderlab”的自定义环境中编写的。在shaderlab文件中,主要是通过HLSL来编写着色器的大部分逻辑。下面主要讲一下HLSL中常用的几种数据类型。HLSL中必须给变量指定具体的数据类型并且不能更改。可以查看官方文档:https//docs.unity3d.com/Manual/SLANNTypesAndPrecision.html

    标量类型

    最基础的类型是标量,它们只有一个数字值。HLSL中有多种类型的标量。选择较低的精度值可以提高着色器的性能,但现代显卡非常快,因此差异很小。

    • int 不带小数点。因为大多数情况主要操纵数字和位置,所以整数在图形编程中不是经常使用,但有时候仍然会用到它们,例如当我们做数组索引时。
    • fixed 是着色器中最低精度的类型。它们可以保存从-2到+2的值,并且在整个值之间始终有265步。它们非常适合颜色,因为颜色通常每个颜色通道仅存储256个步骤。
    • half 可以具有几乎任何值,但是它们在距离0越远时就会失去精度。半精度值非常适合存储需要更多范围/精度的颜色。
    • float 具有half 精度的两倍,这意味着它们更准确,它们通常用于存储位置。
    int integer = 3; //number without fractional component
    fixed fixed_point = 0.5; //fixed point number between -2 and 2
    half low_precision = 3.14; //low precision number
    float high_precision = 14.321; //high precision number
    
    

    向量类型

    向量类型的元素为标量。通过矢量类型,我们可以表示具有多个值的颜色,位置和方向等内容。要在HLSL中声明它们,我们只需要在类型的末尾写下我们需要的维数,例如float2,int3,half4等类型。您可以通过xyz和w或者r g b a访问向量的元素。x y z表示矢量的尺寸,r g b a表示颜色的红色,绿色,蓝色和α通道。

    fixed4 color = fixed4(1, 0.67, 0.73, 1);
    float3 position = float3(1, 1, 0);
    float2 textureCoordinates = float2(0.5, 0.5);
    
    position.xy = position.yx; //switch the first two components of position vector
    
    

    矩阵类型

    矩阵可以理解为元素为矢量的矢量。它们通常用于对一个矢量进行旋转,移动和缩放操作,通过矢量与矩阵相乘。您可以通过在标量类型后面写[dimension 1] x [dimension 2]来声明矩阵类型,例如 float2x2。在3D图形中,通过3x3的矩阵来旋转和缩放一个矢量,用4x4的矩阵来移动它。

    float4x4 transformMatrix3d; //a matrix that can scale rotate and translate a 3d vector
    //a matrix that can scale and rotate a 2d vector, but not translate it
    float2x2 rotationMatrix2d = {
        0, 1,
        -1, 0
    };
    
    //when doing matrix multiplication we have to use 4d vectors, 
    //the 4th component is just used to make moving the vector via matrix multiplication possible
    float4 position;
    
    //we rotate, scale and translate a position my multiplying a vector with it 
    //(the order of factors is important here)
    position = transformMatrix3d * position;
    
    

    采样

    还有用于从贴图纹理中读取信息的sampler2d。贴图的坐标系是从[0,0]到[1,1],0,0对应贴图的左下角,1,1对应贴图的右上角。

    sampler2d texture; //we will mostly use 2d textures, but it's possible to feed 3d samplers to a shader.
    
    //we will mostly read from samplers via the tex2d function 
    //which takes the position to sample from as a second argument.
    float4 color = tex2D(texture, coordinates);
    
    

    结构体

    结构体可以包含上面提到的其他几种数据类型。我们可以用结构体表示灯光,输入数据或者其他复杂数据。要使用结构我们首先必须定义它,然后才可以在其他地方使用它。

    //define the struct
    struct InputData{
        float4 position;
        fixed4 color;
        half4 normal;
    };
    
    //create a instance and use the struct
    InputData data;
    data.position = float4(1, 0, 0, 1);
    
    

    函数/方法

    虽然我们可以在函数之外定义变量来为着色器提供信息,但我们只能在函数中运行逻辑运算。某些函数将自动被调用,并返回值,这些值将影响我们处理顶点或绘制颜色的方式。但我们也可以自己调用函数并使用它们返回的值。返回值类型写到函数名的前面,返回类型也可以是void,这意味着函数不返回值。在函数名后面的括号内填写参数,它们是函数接收的数据。在函数中,我们返回值,然后将该值赋给调用此函数的函数。

    float add(float arg1, float arg2){
        float sum = arg1 + arg2;
        return sum;
    }
    
    float function(){
        return add(3.5, 0.7);
    }
    
    

    包含文件

    您可以在一个文件中编写代码,然后在其他文件中引用它。相当于文件中的内容出现在引用命令所在的地方。被引用的文件,也可以引用别的文件。包含文件主要用作库或将比较长的着色器文件拆分为多个文件。

    #include “IncludeFile.cginc”
    
    void function(){
        functionDeclaredInIncludeFile(3, variableInIncludeFile);
    }
    
    

    from:https://www.ronja-tutorials.com/2018/03/21/simple-color.html
    Unity技术交流 微信公众号 UnityAsk,QQ群:891920228

    相关文章

      网友评论

          本文标题:Unity3D Shader教程一 HLSL基础

          本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/xqbkrctx.html