常用文件：
文件路径：{Unity安装路径}/Editor/Data/CGIncludes/
参考资料：http://www.ceeger.com/Components/SL-BuiltinIncludes.html
参考资料：《Unity Shader 入门精要》
| 文件名 | 描述 |
|---|---|
| UnityCG.cginc | 最常使用的帮助函数、宏和结构体等 |
| UnityShaderVariables.cginc | 编译Shader时会自动包含，文件包含了许多内置的全局变量 |
| Lighting,cginc | 包含各种内置光照模型，如果编写的surface shader 会自动包含 |
| HLSLSupport.cginc | 编译Shader时会自动包含，声明了很多跨平台的编译宏和定义 |
常用方法、宏、变量：
| 方法 | 描述 |
|---|---|
| UnityObjectToClipPos | 文件： UnityShaderUtilities.cginc 格式： float3 UnityObjectToClipPos(in float3 pos) float3 UnityObjectToClipPos(float4 pos) 描述：局部坐标转换位齐次坐标 |
| UnityObjectToViewPos | UnityCG.cginc |
| UnityObjectToWorldDir | 文件：UnityCG.cginc 格式：float3 UnityObjectToWorldDir(in float3 dir) 描述：把方向矢量从模型空间转换到世界空间中 |
| UnityObjectToWorldNormal | 文件：UnityCG.cginc 格式：float3 UnityObjectToWorldNormal(in float3 norm) 描述：将模型空间下的法线转为世界空间下的法线 |
| UnityWorldToClipPos | UnityCG.cginc |
| UnityWorldToViewPos | UnityCG.cginc |
| UnityWorldToObjectDir | 文件：UnityCG.cginc 格式：float3 UnityWorldToObjectDir(float3 dir) 描述：把方向矢量从世界空间变换到模型空间中 |
| UnityWorldSpaceLightDir | UnityCG.cginc |
| WorldSpaceLightDir | 文件：UnityCG.cginc 格式：float3 WorldSpaceLightDir(float4 v) 描述：输入一个模型空间中的顶点位置，返回世界空间中从该点到光源的光照方向(没有归一化，仅可用于向前渲染) |
| ObjSpaceLightDir | 文件：UnityCG.cginc 格式：float3 ObjSpaceLightDir(float4 v) 描述：输入一个模型空间中的顶点位置，返回模型空间中从该点到光源的光照方向(没有归一化，仅可用于向前渲染) |
| UnityWorldSpaceViewDir | UnityCG.cginc |
| WorldSpaceViewDir | 文件：UnityCG.cginc 格式：float3 WorldSpaceViewDir(float4 v) 描述：输入一个模型空间中的顶点位置，返回世界空间中从该点到摄像机的观察方向 |
| ObjSpaceViewDir | 文件：UnityCG.cginc 格式：float3 ObjSpaceViewDir(float4 v) 描述：输入一个模型空间中的顶点位置，返回模型空间中从该点到摄像机的观察方向 |
| UnityViewToClipPos | UnityCG.cginc |
| ComputeScreenPos | 文件： UnityCG.cginc 格式： float4 ComputeScreenPos(float4 pos) 描述：输入一个齐次坐标空间的值计算屏幕坐标值 |
| ComputeGrabScreenPos | 文件：UnityCG.cginc 格式：float4 ComputeGrabScreenPos(float4 pos) 描述：输入齐次坐标空间的值获取抓取屏幕纹理的坐标值 ，内部主要做两件事：1.处理DX和OpenGL纹理坐标差异 2.将标准裁剪空间（-1,1）区间的顶点转化到（0,1）区间 |
| LinearEyeDepth | 文件：UnityCG.cginc 格式：float LinearEyeDepth(float z) 描述：把深度纹理的采样结果转换到视角空间下的深度值 |
| Linear01Depth | 文件：UnityCG.cginc 格式：float Linear01Depth(float z) 描述：返回一个范围在[0, 1]的线性深度值 |
| UnpackNormal | 文件：UnityCG.cginc 格式：fixed3 UnpackNormal(fixed4 packednormal) 描述：获取法线纹理的正确采样 |
| 宏 | 描述 |
| TRANSFORM_TEX | 文件：UnityCG.cginc 格式：TRANSFORM_TEX(tex,name) 描述：将模型顶点的uv和Tiling、Offset两个变量进行运算，计算出实际显示用的定点uv。如果Tiling 和Offset是默认值（即Tiling为（1，1） Offset为（0，0））可以直接使用o.uv = v.texcoord.xy，也能正常显示 |
| COMPUTE_EYEDEPTH | 文件： UnityCG.cginc 格式：COMPUTE_EYEDEPTH（o) 描述：计算顶点在视觉空间的深度，并输出到o中(如果不渲染深度纹理时，请在顶点着色器中使用) |
| SAMPLE_DEPTH_TEXTURE_PROJ | 文件：HLSLSupport.cginc 格式：SAMPLE_DEPTH_TEXTURE_PROJ(tex,uv) 描述：深度纹理进行采样，tex：深度纹理，uv：float3或float4纹理坐标，通常为由顶点着色器输出插值而得的屏幕坐标。 例如： SMAPLE_DEPTH_TEXTURE_PROJ(_CameraDepthTexture, UNITY_PROJ_COORD(i.srcPos)) i.srcPos 是在顶点着色器中通过调用ComputeScreenPos(o.pos)得到的屏幕坐标 |
| UNITY_PROJ_COORD | 文件：HLSLSupport.cginc 格式：UNITY_PROJ_COORD(a) 描述：输入一个四维向量，返回一个适合投影纹理读取的纹理坐标。大多数平台上，这直接返回给定值。 |
| TANGENT_SPACE_ROTATION | 文件：UnityCG.cginc 格式： #define TANGENT_SPACE_ROTATION float3 binormal = cross( v.normal, v.tangent.xyz ) * v.tangent.w; float3x3 rotation = float3x3( v.tangent.xyz, binormal, v.normal ) 描述：构造出tangent space的坐标系，定义转换到tangent(在实际使用中，相当于嵌入上两行代码) |
| 变量 | |
| _WorldSpaceCameraPos | 文件：UnityCG.glslinc 定义： uniform vec3 _WorldSpaceCameraPos 描述：当前渲染相机在世界空间下的位置 |
| _LightSpaceLightPos0 | 文件：UnityCG.glslinc 定义：uniform vec4 _WorldSpaceLightPos0 描述： |
| _Time | 文件：UntiyCG.glslinc 定义：uniform vec4 _Time 描述： |
| _SinTime | 文件：UntiyCG.glslinc 定义：uniform vec4 _SinTime 描述： |
| _CosTime | 文件：UntiyCG.glslinc 定义：uniform vec4 _CosTime 描述： |
| _ProjectionParams | 文件：UntiyCG.glslinc 定义：uniform vec4 _ProjectionParams 描述：x=1.0(或-1.0)，y=Near，z = Far，w=1.0+1.0/Far，Near和Far分别为近裁剪平面和远裁剪平面和相机的距离 |
| _ScreenParams | 文件：UntiyCG.glslinc 定义：uniform vec4 _ScreenParams 描述：x=width,y=height,z=1.0+1.0/width,w=1.0+1.0/height,其中width和height分别是该摄像机的渲染目标(render target)的像素宽度和高度 |
| _LightPositonRange | 文件：UntiyCG.glslinc 定义：uniform vec4 _LightPositonRange 描述： |
| unity_ObjectToWorld | 文件：GLSLSupport.glslinc 定义：uniform mat4 unity_ObjectToWorld 描述： |
| unity_WorldToObject | 文件：GLSLSupport.glslinc 定义：uniform mat4 unity_WorldToObject 描述： |
| unity_MatrixVP | 文件：GLSLSupport.glslinc 定义：uniform mat4 unity_MatrixVP 描述：> |
| unity_MatrixV | 文件：GLSLSupport.glslinc 定义：uniform mat4 unity_MatrixV 描述： |
| unity_MatrixIntV | 文件：GLSLSupport.glslinc 定义：uniform mat4 unity_MatrixIntV 描述： |
Unity内置的变换矩阵
| 变量名 | 描述 |
|---|---|
| UNITY_MATRIX_MVP | 模型·观察·投影矩阵，用于将顶点/方向矢量从模型空间下变换到裁剪空间 |
| UNITY_MATRIX_MV | 模型·观察矩阵，用于将顶点/方向矢量从模型空间变换到观察空间 |
| UNITY_MATRIX_V | 观察矩阵，用于将顶点/方向矢量从世界空间变换到观察空间 |
| UNITY_MATRIX_P | 投影矩阵，用于将顶点/方向矢量从观察空间变换到裁剪空间 |
| UNITY_MATRIX_VP | 观察·投影矩阵，用于将顶点、方向矢量从世界空间变换到裁剪空间 |
| UNITY_MATRIX_T_MV | UNITY_MATRIX_MV的转置矩阵 |
| UNITY_MATRIX_IT_MV | UNITY_MATRIX_MV的逆转置矩阵，用于将法线从模型空间变换到观察空间，也可用于得到UNITY_MATRIX_MV的逆矩阵 |
| _Object2World | 模型矩阵，用于将顶点/方向矢量从模型空间变换到世界空间 |
| _World2Object | _Object2World的逆矩阵，用于将顶点/方向矢量从世界空间变换到模型空间 |
CG标准库函数
| 功能 | 描述 |
|---|---|
| 数学函数 | |
| abs(x) | x的绝对值 |
| acos(x) | x的反余弦 |
| all(x) | x的每个分量不等于0返回true，否则返回true |
| any(x) | x的任何组件不等于0，则返回true,否则返回false |
| asin(x) | x的反正弦 |
| atan(x) | x的反正切 |
| atan2(y,x) | y/x的反正切 |
| ceil(x) | 向下取整 |
| clamp(x,a,b) | 限制x的范围在a和b之间，如果x小于a则返回a，如果x大于b返回b，否则返回x |
| cos(x) | x的余弦 |
| cosh(x) | x的双曲余弦 |
| cross(a,b) | a和b的叉积，a和b都是向量 |
| degrees(x) | radTodeg转换 |
| determinant(m) | 矩阵m的行列式 |
| dot(a,b) | a和b的点积 |
| exp(x) | 指数 |
| exp2(x) | 以2为底数的指数 |
| floor(x) | 最大整数，不大于x |
| fmod(x,y) | x/y的余数，与x的符号相同 |
| frac(x) | x的分数 |
| frexp(x,out exp) | 将x分割为区间[1/2,1]中的归一化分数，其返回，并且幂2，存在exp中 |
| isfinite(x) | x是有限的则返回true |
| isinf(x) | x是无穷的返回true |
| isnan(x) | x是NaN(非数字)返回true |
| ldexp(x,n) | x*2n |
| lerp(a,b,f) | 线性插值，(1-f)a+bf |
| lit(a,b,m) | 计算环境光，漫反射和镜面光的照明系数 |
| log(x) | 自然数对数ln(x) |
| log2(x) | 基于2的对数x |
| log10(x) | 基于10的对数 |
| max(a,b) | 返回最大值 |
| min(a,b) | 返回最小值 |
| modf(x,out ip) | 将x拆分为整数和小数部分，每部分都具有与x相同的符号。 |
| mul(m,n) | 矩阵m和矩阵n的乘积 |
| mul(m,v) | 矩阵m和列向量v的乘积 |
| mul(v,m) | 行向量v与矩阵m的乘积 |
| noise(x) | 一维，二维或三位噪声函数，取决于参数的类型，返回值介于0-1之间。并对于输入的给定值始终相同 |
| pow(x,y) | xy |
| radians(x) | 度数到弧度转换 |
| round(x) | 最接近x的整数 |
| rsqrt(x) | x的倒数平方根 |
| saturate(x) | 将x定位到[0,1]范围 |
| sign(x) | 符号, 1, 0 或 -1 ，sign(x)或者Sign(x)叫做符号函数，在数学和计算机运算中，其功能是取某个数的符号(正或负) |
| sin(x) | x的正弦 |
| sincos(float x,out s,out e) | s设置为x的正弦，e设置为x的余弦值 |
| sinh(x) | x的双曲正弦 |
| smoothstep(min,max,x) | 对于min和max 之间的x值，返回一个平滑变化的值，范围从x=min时的0到x=max时的1 |
| step(a,x) | x<a 为0，x>=a为1 |
| sqrt(x) | x的平方根 |
| tan(x) | x的正切 |
| tanh(x) | x的双曲正切 |
| transpose(m) | 矩阵m的矩阵转置 |
语义：
|名称|类别|类型(通常)|描述|
| UNITY_PROJ_COORD | HLSLSupport.cginc | UNITY_PROJ_COORD(a) | 输入一个四维向量，返回一个适合投影纹理读取的纹理坐标。大多数平台上，这直接返回给定值。 |
|---|---|---|---|
| POSITION | 应用到顶点着色器(app2vertiex) | float4 | 模型空间中的顶点位置 |
| NORMAL | (同上) | float3 | 顶点法线 |
| TANGENT | (同上) | float4 | 顶点切线 |
| TEXCOORD0 ~ TEXCOORD7 | (同上) | float2或float4 | 顶点的纹理坐标，TEXCOORD0表示第一组纹理坐标，以此类推 |
| COLOR | (同上) | fixed4或float4 | 顶点颜色 |
| SV_POSITION | 顶点着色器到片元着色器 | float4 | 裁剪空间中的顶点坐标，结构体中必须包含一个用该语义修饰的变量，等同于DircetX9中的POSITION，但最好使用SV_POSITION |
| COLOR0 | (同上) | fixed4或float4 | 输出第一组顶点颜色 |
| COLOR2 | (同上) | fixed4或float4 | 输出第二组顶点颜色 |
| TEXCOORD0~TEXCOORD7 | (同上) | float2或float4 | 输出纹理坐标或其他值 |
| SV_Target | 片段到最终渲染目标 | fixed4 | 输出值会存储到渲染目标中，等同于DircetX9中的COLOR，但最好使用SV_TARGET |
常用计算：
| 用途 | 实现 |
|---|---|
| 计算观察方向 | float3 viewDir = normalize(_WorldSpaceCameraPos.xyz - mul(unity_ObjectToWorld,模型空间顶点坐标).xyz) 或 normalize(UnityWorldSpaceViewDir(mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex))) |
| 模型空间坐标转换为世界空间坐标 | mul(unity_ObjectToWorld,模型空间顶点坐标) |
| 获取屏幕坐标 | ComputeScreenPos(齐次空间坐标) |
| 获取齐次空间坐标 | UnityObjectToClipPos(模型空间坐标) 或 UnityWorldToClipPos(世界空间坐标) |
| 获取当前顶点的深度值 | COMPUTE_EYEDEPTH(存储变量) |
