shader 常用函数

因为unity shader的函数API不好找，碰到一个我就记录下来，下次好查。

 
坐标相关 
 

   float3 UnityObjectToWorldNormal(float3 normal)：把法线方向从模型空间转换到世界空间 
 

   float3 UnityObjectToWorldDir(float3 dir) ：把方向矢量从模型空间转换到世界空间 
 

   float3 UnityWorldSpaceViewDir(float4 v)：输入一个世界空间的顶点坐标，返回世界空间的从该点到摄像机的观察方向 
 

   LinearEyeDepth：负责把深度纹理的采样结果转换到世界空间下的深度值，即Z'zisw 
 

   Linear01Depth：返回一个范围[0,1]的线性深度值，即 Z(01) 
 

   _ZBufferParams：得到远近裁剪平面的距离 
 

   _CameraDepthNormalsTexture：获取需要的深度+法线纹理 
 

 
图片相关 
 

   1）float2 TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex)：作用是拿顶点的uv去和材质球的tiling和offset作运算， 确保材质球里的缩放和偏移设置是正确的，最后计算出实际显示用的定点uv 
 

   offset：指明使用贴图的起始位置，取值范围为0-1 
 

   tiling：指明从offset位置处的大小区域，区域的取值范围一般为(-1,1)，超过的话部分会按比例生成新的区域拼接上原先的。 
 

   2）float4 Tex2D(sampler2D tex, float2 s) ：s-需进行查找的纹理坐标，返回二维纹理， s通常是TRANSFORM_TEX的结果值。 
 

   3）UnpackNormal(float4)：接受一个fixed4的输入，并将其转换为所对应的法线值（fixed3） 
 

   4）texCUBE(sampler2D tex, float3 texture coordinate) ：对Cubemap采样，第二个参数应该传入UV坐标，但实际传入的是世界反射向量。这是Unity替我们计算了UV坐标。 
 

   5）ComputeGrabScreenPos(o.pos) 得到对应被抓取的屏幕图像的采样坐标 
 

   6）Cs -》 Graphics.Blit(src, dest, material); src纹理将会被传递到shader中名为_MainTex的纹理属性。 
 

   6） 
  float DecodeFloatRGBA (float4 enc)：解码RGBA颜色到float 
 

 
光照相关 
 

 
  reflect(I, N): 获取反射方向，I 入射光方向，N法线 
 

 
数学相关： 
 

 
  1）floor  返回小于等于x的最大整数 
 

 
  2）frac 返回分数部分 
 

 
  3） 
  lerp(a,b,f):线性插值函数，返回值为（1-f）*a+b*f

 
  4）Clamp(x,a,a):如果x<a返回a；如果x>b返回b；如果在a和b之间就返回x 
 

   5）Step(a,x ) Returns (x >= a) ? 1 : 0 
 

   6） 
    smoothstep(edge0, edge1, x): threshod  smooth transition时使用。 edge0<=x时为0.0， x>=edge1时为1.0，可以在[edge0,edge1]区间内，得到从0到1光滑变化的spec值。 
 

   7） 
  fwidth(x):返回 abs(ddx(x)) + abs(ddy(x))，返回指定值的偏导数的绝对值。 
 

 
  ddx ：返回关于屏幕坐标x轴的偏导数 
 

 
  ddy：返回关于屏幕坐标y轴的偏导数 
 

 
宏相关 
 

   1）UNITY_UV_STARTS_AT_TOP 总是用1或0定义；当纹理的V坐标系原点在纹理顶部的平台上值是1。Direct3D类似平台使用1；OpenGL类似平台使用0。 
 

   在Direct3D平台下，如果我们开启了抗锯齿，则xxx_TexelSize.y 会变成负值，好让我们能够正确的进行采样。 
 

   所以if(_MainTex_TexelSize.y < 0)的作用就是判断我们当前是否开启了抗锯齿。 
 

   所以 #if UNITY_UV_STARTS_AT_TOP 可以用来判断我们是否是在 Direct3D 平台下。 
 

 
矩阵： 
 

 
  UNITY_MATRIX_MVP

 
  将顶点/方向向量从模型空间变换到裁剪空间 
 

 
  UNITY_MATRIX_MV 
 

 
  将顶点/方向向量从模型空间变换到 
  视图 
  空间 
 

 
  UNITY_MATRIX_V

 
  将顶点/方向向量从模型空间变换到视图空间( 
  model物体空间->view视空间转换矩阵 
  ) 
 

 
  UNITY_MATRIX_P

 
  将顶点/方向向量从 
  视图 
  空间变换到裁剪空间( 
  model物体空间 -> projection投影空间转换矩阵) 
 

 
  UNITY_MATRIX_VP

 
  将顶点/方向向量从视图空间变换到裁剪空间 
  ( 
  view视空间 -> projection投影空间转换矩阵 
  ) 
 

 
  UNITY_MATRIX_T_MV 
       UNITY_MATRIX_MV的转置矩阵

 
  UNITY_MATRIX_IT_MV

 
  UNITY_MATRIX_MV的转置逆矩阵 
  （model物体空间 ->view视空间矩阵的逆转置矩阵）

 
  UNITY_MATRIX_TEXTURE0   UNITY_MATRIX_TEXTURE3    纹理变换矩阵 
 

 
  _Object2World：Current model matrix 当前物体矩阵 
 

   eg: o.worldPos = mul(_Object2World, v.vertex).xyz; 从模型空间转换为世界空间 
 

 
  _World2Object：Inverse of current world matrix物体矩阵的逆矩阵 
  世界空间转物体空间

   eg:o.worldNormal = mul(v.normal, (float3x3)_World2Object); 法线从模型空间转换为世界空间 
 

 
  _WorldSpaceCameraPos：World space position of the camera世界坐标空间中的摄像机位置 
 

 
  unity_Scale：xyz components unused; .w contains scale for uniformly scaled objects.不适用xyz分量，而是通过w分量包含的缩放值等比缩放物体。 
 

 
  Model：模型空间 
 

 
  View：视图空间 
 

 
  World：世界空间 
 

 
  Projection：裁剪空间 
 

   流程： Model->World->View->Projection Space 
 