[游戏开发]unity3D shader概念笔记

1、什么是OpenGL、DirectX

shader可以认为是一种渲染命令，由openGL或者dx进行解析，来控制渲染丰富多彩的图形

OpenGL 使用GLSL编写shader
DirectX 使用HSSL编写shader
英伟达CG 编写shader（跨平台）

2、unity shader的分类

使用的是ShaderLab编写unity中的shader
1、表面着色器
2、顶点/片元着色器
3、固定管线着色器

3、shader基本结构

shader “Siki/01 myshader”{ // 这里写的是shader的名字，及路径

    Properties{ //暴漏在外面进行调整的属性
    // 属性
    _Color("_Color",Color) = (1,1,1,1)  // 颜色
    _Vector("Vector",Vector)= (1,2,3,4) // 四维向量
    _Int("Int",Int) = 2145              //整数
    _Float("Float",Float) = 4.5         //小数
    _Range("Range",Range(1,11)) = 6     //区间（例：1到11默认值是6）
    _2D("Texture",2D) = "red"{}         // 图片贴图（默认红色）
    _Cube("Cube",Cube) = "white"{}      // 立方体贴图（默认白色）
    _3D("Texure",3D) = "black"{}        //3D贴图（默认黑色）
    }
    SubShader{ // 子shader 可以写多个，从第一开始，如果不满足执行下面的shader
      Pass{ //至少有一个Pass
      // 在这里编写shader代码 HLSLPROGRAM
        CGPROGRAM
        // 使用CG语言编写shader代码
        // 使用属性的时候需要先声明
        float4 _Color;
        fixed4 _Col;  // 一般颜色都使用fixed来存储
        float4 _Vector;
        float _Int;
        float _Float;
        float _Range;
        sampler2D _2D;
        samplerCube _Cube;
        sampler3D _3D;
        ENDCG  
      }
    }

    Fallback “VertexxLit” // 备选方案
}

4、shader的顶点函数与片元函数

unityCG.cginc中一些常用的函数
// 摄影机方向（视角方向）
float3 WorldSpaceViewDir(float4 v)    //根据模型空间中的顶点坐标 得到（世界空间）从这个点到摄像机的观察方向
float3 UnityWorldSpaceViewDir(float4 v) // 世界空间中的顶点坐标 =》 世界空间从这个点到摄像机的观察方向
float3 ObjSpaceViewDir(float4 v)   // 模型空间中的顶点坐标 =》 模型空间从这个点到设想相机的观察方向

// 光源方向
float3 WorldSpaceLightDir(float4 v)  // 模型空间中的顶点坐标 =》 世界空间中从这个点到光源方向
float3 UnityWorldSpaceLightDir(float v) // 世界空间中的顶点坐标 =》 世界空间中从这个点到光源方向
float ObjSpaceLightDir(float v)  // 模型空间中的顶点坐标 =》模型空间中从这个点到光源方向

// 方向转换
float3 UnityObjectToWorldNormal(float3 norm) // 把法线方向 模型空间 =》 世界空间
float3 UnityObjectToWorldDir(float3 dir)   //把方向 模型空间 =》 世界空间
float3 UnityWorldToObjectDir(float3 dir) // 把方向 世界空间 =》 模型空间

shader “Siki/01 myshader”{ 
    SubShader{ 
      Pass{ 
        CGPROGRAM
         //顶点函数 声明一个名为vert的顶点函数
         //基本作用是 完成顶点坐标从模型空间到剪裁空间的转换（从游戏环境转换到视野相机屏幕上）
  #progrma vertex vert
         // 片元函数 这里只是声明了，片元函数的函数名
         // 基本作用 返回模型对应的屏幕上的每一个像素的颜色值
  #progrma fragment frag
         float4 vert(float4 v : POSITION) :SV_POSITION{   // 通过语义告诉系统，我这个参数是干嘛的，比如POSITION是告诉系统我需要顶点坐标
         //SV_POSITION这个语义来解释说明返回值，意思是返回值是剪裁空间下的顶点坐标
         float4 pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP,v); // 将顶点坐标乘以一个矩阵并返回
         return pos;
         }
         xxx frag(yyy){   // xxx为返回值 yyy为参数
         }
        ENDCG  
      }
    }

    Fallback “VertexxLit” // 备选方案
}