Unity Shader基础纹理及纹理属性

单张纹理

我们通常会使用一张纹理来代替漫反射颜色。在本节中，我们讲学习如何在Unity Shader中使用单张纹理来作为模拟的颜色。

实践

本实践中任然使用Blinn-Phong光照模型来计算光照。
我们先在新建的场景里去掉天空盒，去掉天空盒的方法在这：去掉天空盒的方法在这在此文章最底下
再新建有个材质，最后在新建有个Shader，把这个Shader赋给刚刚建好的材质

我们打开Shander文件开始编写代码

// Upgrade NOTE: replaced '_Object2World' with 'unity_ObjectToWorld'

// Upgrade NOTE: replaced 'mul(UNITY_MATRIX_MVP,*)' with 'UnityObjectToClipPos(*)'

// Upgrade NOTE: replaced '_Object2World' with 'unity_ObjectToWorld'

// Upgrade NOTE: replaced '_Object2World' with 'unity_ObjectToWorld'
// Upgrade NOTE: replaced 'mul(UNITY_MATRIX_MVP,*)' with 'UnityObjectToClipPos(*)'

Shader "Unity Shader Book/Chapter 7/Single Texture"
{
    
    
    Properties//纹理属性
    {
    
    
        _Color ("Color Tint", Color) = (1,1,1,1)
        _MainTex ("Main Tex", 2D) = "white" {
    
    }
        _Specular ("Specular", Color) = (1,1,1,1)
        _Gloss ("Gloss", Range(08.0, 256)) = 20
    }
    SubShader
    {
    
    
        Pass
        {
    
    
             Tags {
    
     "LightMode"="ForwardBase" }
        

        CGPROGRAM

        #pragma vertex vert 
        #pragma fragment frag 

        #include "Lighting.cginc"

        fixed4 _Color;
        sampler2D _MainTex;
        float4 _MainTex_ST;//在unity中，纹理名_ST代表某个纹理的属性，ST是缩放（scale）和平移（translation）的缩写
        //_MainTex_ST.xy储存的是缩放值，而_MainTex_ST.zw储存的是偏移值
        fixed4 _Specular;
        float _Gloss;

        struct a2v
        {
    
    
            float4 vertex : POSITION;
            float3 normal : NORMAL;
            float4 texcoord : TEXCOORD0;
        };

        struct v2f
        {
    
    
            float4 pos : SV_POSITION;
            float3 worldNormal : TEXCOORD0;
            float3 worldPos : TEXCOORD1;
            float2 uv : TEXCOORD2;
        };

        v2f vert(a2v v)
        {
    
    
            v2f o;
            o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);

            o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);

            o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;

            o.uv = v.texcoord.xy * _MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw;

            return o;
        }

        #define TRANSFORM_TEX(tex,name) (tex.xy * name##_ST.xy + name##_ST.zw)

        fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
        {
    
    
            fixed3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);
            fixed3 worldLightDir = normalize(UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos));

            fixed3 albedo = tex2D(_MainTex, i.uv).rgb * _Color.rgb;

            fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz * albedo;

            fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * albedo * max(0, dot(worldNormal, worldLightDir));
            
            fixed3 viewDir = normalize(UnityWorldSpaceViewDir(i.worldPos));
            fixed3 halfDir = normalize(worldLightDir + viewDir);
            fixed3 specular = _LightColor0.rgb * _Specular.rgb * pow(max(0, dot(worldNormal,halfDir)), _Gloss);

            return fixed4(ambient + diffuse + specular, 1.0);
        }

        ENDCG
        }
    }
    FallBack "Specular"
    //代码解释见书P142
}

我们再用书里提供的资源Brick_Diffuse.jpg对Main Tex属性赋值
资源链接：github
效果图如下

纹理属性

虽然很多资料吧Unity的纹理映射描述得很简单——声明一个变量，再使用tex2D函数采样。实际上，在渲染流水线中，纹理映射的实现远比我们想象的要复杂。我们不会过多设计一些具体的实现细节，但要解释一些我们认为读者必须要知道的事情。我们将关注Unity中的纹理属性

1. 本次我们会使用Normal map类型
2. 如果勾选了它，我那么透明通道的值将会由每个像素的灰度值生成
3. 它决定了当纹理超过[0,1]范围后将会如何平铺。Warp Mode有两种模式：一种是Repeat，在这种模式下，如果纹理坐标超过了1，那么它的整数部分将会被舍弃，而直接使用小数部分进行采样，这样的结果是纹理不会重复；另一种是Clamp，在这种模式下，如果纹理坐标大于1，那么将会截取到1，如果小于0，那么将会截取到0。如下图所示
   
   
   第一张图展示了在纹理平铺（Tiling）属性为(3, 3)是分别使用两种Wrap Mode 的结果。左图使用了Repeat模式，在这种模式下纹理将会不断重复；第二张图使用了Clamp模式，在这种模式下超过范围的部分将会截取到边界值，形成一个条形结构
   需要注意的是，想要让纹理得到这样的效果，我们必须使用纹理的属性（比如上面的_Main_ST变量）在Unity Shader中对顶点纹理进行相应的变换。
   纹理导入面板中的下一个属性是Filter Mode属性
   
   它决定了当纹理由于变换产生拉伸时将会采用哪种滤波模式。Filter Mode支持3种模式：Point,Bilinear以及Trilinear。它们得到的图片滤波效果会一侧提升，但需要耗费的性能也依次增大。纹理滤波会影响放大或缩小纹理时得到的图片质量。例如，当我们把一张64×64大小的纹理贴在一个512×512大小的平面上时，就需要放大纹理
   Ponit：
   
   Bilinear:
   

Trilinear: