Unity3D Shader学习(二)--表面着色器结构

写在前面的话：

本博客是我学习Unity shader过程中所记录的笔记，前期的学习都是跟随unity官方文档来学习的

一.表面着色器的工作方式

在表面着色器中，把需要的数据作为”表面函数”的输入，计算后用来初始化结构SurfaceOutput。下面就先来看看它的结构是什么样的

struct 
{
    fixed3 Albedo;  
    fixed3 Normal;  // tangent space normal, if written
    fixed3 Emission;
    half Specular;  // specular power in 0..1 range
    fixed Gloss;    // specular intensity
    fixed Alpha;    // alpha for transparencies
};

特别说明一下: 在unity5中，表面着色器也可以使用基于物理的光照模型。内置的标准光照和标准镜面反射模型会使用下面的输出结构

struct SurfaceOutputStandard
{
    fixed3 Albedo;      // base (diffuse or specular) color
    fixed3 Normal;      // tangent space normal, if written
    half3 Emission;
    half Metallic;      // 0=non-metal, 1=metal
    half Smoothness;    // 0=rough, 1=smooth
    half Occlusion;     // occlusion (default 1)
    fixed Alpha;        // alpha for transparencies
};
struct SurfaceOutputStandardSpecular
{
    fixed3 Albedo;      
    fixed3 Specular;    // specular color
    fixed3 Normal;      // tangent space normal, if written
    half3 Emission;
    half Smoothness;    // 0=r 大专栏  Unity3D Shader学习(二)--表面着色器结构ough, 1=smooth
    half Occlusion;     // occlusion (default 1)
    fixed Alpha;        // alpha for transparencies
};

二.表面着色器的编译指令

表面着色器是放在CGPROGRAM..ENDCG代码块中的，和其他shader 所不同的主要有以下两点：

必须被放置在SubShader代码块中，而不是在Pass块中
必须使用#pragma surface ...指令来指定它的surface函数

#pragma surface指令的具体格式如下面所示：

下面将会来细致介绍参数

必选参数

surfaceFunction: 这个参数就是我们的表面函数了，它的函数签名是void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o)。这里的Input类型是一个需要自己去定义的结构体(需要遵循它的标准，准确地说是去定制)。这个结构里面应该包含纹理坐标和表面函数所需要的一些额外字段。
lightModel: 光照模型，就是指定shader所使用的光照模型。内置的有基于物理的Standard和StandardSpecular,当然，也可以使用不基于物理的Lambert(diffuse)和BlinnPhong(specular)。

可选参数

可选参数比较多，这里不一一列出来，需要点我查看

表面着色器的输入结构

表面着色器的输入结构Input通常有一个shader所需要的纹理。需要注意的是，纹理坐标字段的名字必须以"uv"开头(或者以"uv2"开头标识第二个纹理坐标)。
下面的列表展示了Input结构的可选额外字段

float3 viewDir: 顾名思义，这个字段表示了当前视角方向，即表示摄像机的正前方的向量。通常用来计算一些视差效果和边缘光的效果等。
float4 : COLOR: 带有COLOR语义的字段，表示每个顶点的颜色，顶点之间采用差值来确定颜色。
float4 screenPos: 表示屏幕空间的位置，主要用来反射效果或者屏幕空间的效果实现。
float3 wordPos: 在世界空间的位置。
float3 worldRefl: 如果surface shader不写o.Normal那么将表示世界空间中的反射向量。
float3 worldNormal: 如果surface shader不写o.Normal,那么用来表示世界空间中的法向量。
float3 wroldRefl: 如果surface shader写了o.Normal, 那么这个字段表示世界空间中的反射向量。如果想要获取逐像素法线贴图的反射向量，使用WorldReflectionVector (IN, o.Normal)
float3 worldNormal: 如果surface shader写了o.Normal, 那么这个字段表示世界空间的法向量。如果想获取逐像素法线贴图的法向量，使用WorldNormalVector (IN, o.Normal)

（未完，待续）