【猫猫的Unity Shader之旅】之一个完整的Shader示例

Unity Shader结构介绍

  上回我们创建了一个用自己的材质和Shader的立方体,并且举例说了模型、材质、Shader三者的关系,想必大家已经很了解了。还不了解的同学请戳这里。对于我们创建的Shader,虽然我们自己没有写代码,但是Unity为我们生成了一个简单的Shader:

Shader “Custom/CubeShader” {Properties {_MainTex (“Base (RGB)”, 2D) = “white” {}}SubShader {Tags { “RenderType”=”Opaque” }LOD 200CGPROGRAM#pragma surface surf Lambertsampler2D _MainTex;struct Input {float2 uv_MainTex;};void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {half4 c = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex);o.Albedo = c.rgb;o.Alpha = c.a;}ENDCG}FallBack “Diffuse”}

  从结构上来看,Shader最外层是一个“Shader”开头的代码块,中间的”Custom/CubeShader”是Shader的路径,也就是我们从材质的Shader列表中选择的位置。

  代码块中间是Shader的具体内容,这里分为三部分:

 Shader属性

  Unity Shader中属性的定义语法如下:

  

  Ps技术让大家见笑了…

  总体来说,属性就是Shader内外交互的一个桥梁。无论是从编辑器UI上去修改,还是通过脚本给Shader赋值,我们最终会通过变量名去拿到输入的值。至于显示名,是在UI中显示的该属性的描述。比如我们新建的Shader,UI上显示是这样的:

  

  这里的“Base(RGB)”就是属性的显示名。

  Unity Shader提供了不同类型的属性,这些属性决定了属性可以接受的值得类型和默认值是什么。具体的类型有以下几种,:

Properties {_MainTex (“Base (RGB)”, 2D) = “white” {}//2D贴图_Color(“Color Type”, Color) = (1, 1, 1, 1)//颜色_Float(“Float Value”, Float) = 0.5//浮点数_Range(“Range Value”, Range(0.1, 10)) = 1.0//带范围的浮点数_Cube(“Cube Map”, Cube) = “”{}//CubeMap,天空盒_Rect(“Rect Type”, Rect) = “”{}//非2的幂次方的纹理_Vector(“Vector Value”, Vector) = (1, 2, 3, 4)//四维向量}

  在UI上看到的结果是这样的:

  

 SubShader块

  这里就是Shader的主要代码啦。这里第一行有个Tags。这个Tags里面是当前SubShader的所有标签。这些标签的形式都是“xxx”= “yyy”,告诉Unity“xxx”这个属性的值是“yyy”。多数情况下,我们使用内置的标签就可以了,如果有需要,也可以自己定义标签自己用。在我们这个例子中,就是告诉Unity我们定义的渲染类型为Opaque。

  之后的一行定义了LOD值为200。LOD是Levels of Detail的缩写,我们可以简单的认为LOD给我们的Shader标示了一个品质,比方说200就是紫色品质。在Unity中可以设置最大允许的LOD值。这样如果我们设置的最大LOD比这个SubShader的LOD低,Unity就会认为这个SubShader是不合适的啦。不过具体这个最大LOD怎么设置猫猫现在还没有弄明白,如果有路过的大神懂得怎么设置还请赐教。

  再后面位于CGPROGRAM和ENDCG之间的就是SubShader的主要代码啦~用CGPROGRAM和ENDCG表示我们的Shader用的是Cg/HLSL语言编写的,如果用GLSL则需要改为GLSLPROGRAM和ENDGLSL。后面一句#pragma surface surf Lambert是一条编译指令,告诉Unity我们现在写的是一个Surface Shader,它的Surface方法名叫surf,我们使用的光照模型叫做Lambert(兰伯特)。

  这里简单给大家补充一下,Unity中的shader分为三类:

  其中的Surface Shader最容易上手,虽然对于一些复杂的渲染效果Surface Shader会力不从心,但是它毕竟可以让我们快速的了解和学习Shader,而且编写一些比较简单的Shader时Surface Shader也足够了,所以我们选择从Surface Shader开始我们的旅程。

  后面我们定义了变量_MainTex。注意这里的定义是真正的Shader内部的定义,属性的定义其实还是Unity层面的一个接口,我们用同名的方式来关联属性的值和内部的变量。

  在后面我们定义了一个结构体Input,同时可以看到这个结构体是给下面的surf函数用的。surf函数我们可以理解为一个回调函数,当然我们也可以定义为MySurf,只需要修改编译指令就可以啦。这个surf函数接受一个参数是我们定义的Input类型,另一个参数SurfaceOutput类型是Unity内置的,不过我们可以找到它。在Unity安装目录的Editor下找到\Data\CGIncludes,用任意文本编辑器打开Lighting.cginc,搜索SurfaceOutput就可以找到了,它包含这些信息:

struct SurfaceOutput {fixed3 Albedo;//反射率fixed3 Normal;//法线fixed3 Emission;//自发光颜色half Specular;Alpha;//透明度};

  在surf函数中,我们用到了内置的tex2D方法,这个方法是从一张贴图中根据贴图坐标得到颜色等信息。这里我们用到了Input结构中的uv_MainTex,表示”_MainTex”的贴图坐标。text2D返回一个half4类型的值,表示贴图对应坐标的一点的颜色和Alpha值。之后就是给SurfaceOutput结构赋值了,实际上,surf方法主要的任务就是给SurfaceOutput结构赋值。

 FallBack语句

  这个就不要讲了吧,它真的只是个备(hǎo)胎(rén)而已。

Surface Shader渲染过程简介父母养我不容易,我在学校争口气。

【猫猫的Unity Shader之旅】之一个完整的Shader示例

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