Shader入门精要（三）UnityShader

第三章 UnityShader基础

正式进入shader学习了，好耶！

使用UnityShader的流程：

  1. 创建一个材质
  2. 创建一个UnityShader，为材质添加
  3. 把材质赋给对象
  4. 调整shader属性

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创建Shader

Unity包含了多种shader模板供我们使用。

Standard Surface Shader 标准光照模型
Unlit Shader 不包含光照（但包含雾效）
mage Effect Shader 实现各种屏幕后处理效果

Unity Shader的导入面板还可以方便地查看其使用的渲染队列（Render queue）、是否关闭批处理（Disablebatching）、属性列表（Properties）等信息。

ShaderLab

ShaderLab是Unity为我们抽象的一种shader语言，可以更方便的通用。

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基本结构

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Shader "ShaderName"{
	Properties{
		//属性
        
        Name("display name", PropertyType)=DefaultValue
	}
	SubShader{
		//A着色器
	}
	SubShader{
		//B着色器
		
	}
	Fallback "VertexLit"
}

属性类型

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根据以上属性得到的Shader放置在材质上效果：

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SubShader

每个Unityshader可以包含多个SubShader，最少要有一个。

加载时会自动选择第一个可以执行的SubShader，如果都不支持的话，使用FallBack指定的shader。（为了解决不同显卡的差异）

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SubShader{
    //可选的
    [Tages]
    //可选的
    [RenderSetup]
    
    Pass {
        
    }
    //other Passes
}

每个Pass定义了一次完整的渲染流程，Pass过多，性能下降。

状态设置

在SubShader中我们可以设置渲染的一些状态。

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在SubShader中设置的状态会应用到所有的Pass，也可以在Pass中单独设置。

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Tags{"TagName1"="Value1" "TagName2"="CC"} //Tags是一些str键值对

SubShader标签类型

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这些标签只能在SubShader中申明不可在Pass中申明

Pass

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Pass{
    [Name]
    [Tags]
    [RenderSetup]
    //Other
    }

可以通过Name来使用Pass，例如：

UsePass "MyShader/PASSNAME"

默认Unity会将所有Pass名称转换为大写，所以使用时需要使用大写名称

Pass标签类型

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  • ·UsePass：如我们之前提到的一样，可以使用该命令来复用其他Unity Shader中的Pass；

  • ·GrabPass：该Pass负责抓取屏幕并将结果存储在一张纹理中，以用于后续的Pass处理（详见10.2.2节）。

FallBack

在SubShader后定义，如果上述的都不支持，用这个最低级的Shader吧！

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Fallback "name"
//或者
Fallback off

FallBack 还会影响阴影的透射

Unity Shader形式

着色器代码可以写在SubShader中（表面着色器做法），也可以写在Pass语义块中（顶点/片元着色器和固定函数着色器的做法）。

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Shader "MyShader"{
    Properties{
        //所需的各种属性
        
    }
    SubShader{
        //真正意义上的shader代码会放在这里
        //表面着色器（Surface Shader）
        //顶点/片元着色器（Vertex/Fragment Shader)
        //固定函数着色器（Fixed Function Shader）
    }
    SubShader{
        //和上一哥SubShader类似
    }
}

表面着色器(Surface Shader)

是Unity自己创造的一种着色器代码类型，需要的代码量少，渲染代价比较大

在背后，任然转换为顶点片元着色器。

简单表面着色器
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Shader "Custom/Simple"{
    SubShader{
        Tags{"RenderType"= "Opaque"}
        CGPROGRAM
        #pragma suface surf lambert
            struct Input{
                float4 color: COLOR;
            }
        void surf(Input In,in out SurfaceOutput o){
            o.Albedo=1;
        }
        ENDCG
    }
    Fallback "Diffuse"
}

表面着色器不需要关心，有多少个Pass，每个Pass如何渲染

CGPROGRAM和ENDCG之间的代码是使用CG/HLSL编写的，也就是说，我们需要把CG/HLSL语言嵌套在ShaderLab语言中。

顶点片元着色器（Vertex/Fragment Shader）

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Shader "Custom/Simple VertexFragment Shader"{
    SubShader{
        Pass{
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag float4 vert(float4 v: POSITION):SV_POSITION{
                    return mul(UNITY_MATRIX_MVP,v);
                }
            fixed4 frag():SV_Target{
                return fixed4(1.0,0.0,0.0,1.0)
            }
            ENDCG
        }
    }
}

顶点/片元着色器的代码也需要定义在CGPROGRAM和ENDCG之间，但不同的是，顶点/片元着色器是写在Pass语义块内，而非SubShader内的.

固定函数着色器

对于一些比较老旧的设备，不支持可编程管线着色器，就需要使用固定函数着色器

使用哪种形式？

  • 如果你想和各种光源打交道，你可能更喜欢使用表面着色器，但需要小心它在移动平台的性能表现。
  • 如果你需要使用的光照数目非常少，例如只有一个平行光，那么使用顶点/片元着色器是一个更好的选择。
  • 最重要的是，如果你有很多自定义的渲染效果，那么请选择顶点/片元着色器。

至此，第三章完！