【Unity Shader】 基本代码结构

代码结构

//shader的名字会显示在unity的inspector中选择shader的菜单里面
Shader "Shader的路径和名称"{
    //属性
    [Properties]

    //可能存在多个subshader。Unity会在所有的subshader列表中选中第一个硬件可以支持的subshader
    SubShader{
        //SubShader的标签
        //[Tags]

        //给该SubShader中所有pass公用的设置
        //[Common State]
        [Common Tags]

        //可能存在多个pass，每个pass都会引起一次渲染
        Pass{
            //该Pass的标签
            [Tags]

            //渲染设置，如颜色混合
            [Render Setup]

            //纹理设置，只有在fixed function shader中才可用
            [Texture Setup]
        }

        //可以有其他的Pass
        [其他的Pass]
    }

    //可以有多个SubShader
    [其他的SubShader]

    //当所有的subshader失败时，使用Fallback指定的shader
    [Fallback]

    //当有自定义shader的设置UI时候用
    [CustomEditor]
}

演示

• 名字
  

• 属性
  

对比固定管线和可编程shader的基础结构

固定管线shader和可编程shader的基础结构是一样的，只是Render Setup部分不同。

Render Setup语法

1. 固定管线shader

使用ShaderLab命令组成Render Setup代码。

2. 可编程shader

使用CG/HLSL语言编写Render Setup代码。
使用CG语言编写一段简单的雾效shader的Render Setup部分如下所示：

CGPROGRAM                // 开始编写CG代码的标志
#pragma vertex vert      // 定义一个定点着色器的入口函数，#pragma vertex 自定义函数名
#pragma fragment frag    // 定义一个片段着色器的入口函数， #pragma fragment 自定义函数名

#include "UnityCG.cginc" // 文件包含在U3D的安装目录C:\Program Files\Unity\Editor\Data\CGIncludes，内置了很多数据和函数可供我们使用

// 数据结构名和变量名可以修改
// 定义顶点着色器的输入结构，通过预定义的语义从MeshRender中获取所需的顶点数据
struct appdata
{
    float4 vertex : POSITION;
    float2 uv : TEXCOORD0;
};

// 定义定点着色器的输出结构，同时也是片段着色器的输入结构，是两个着色器传递数据的桥梁
struct v2f
{
    float2 uv : TEXCOORD0;
    float4 vertex : SV_POSITION;
    float fogData : TEXCOORD1;
}

// 编写自定义的顶点着色器
v2f vert (appdata v)
{
    v2f o;
    o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
    o.uv = v.uv;
    return o;
}       

// CG中需要使用属性中定义的变量时，必须引用一下  
sampler2D _MainTex;

// 编写自定义的片元着色器函数，输出最终的颜色值
fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
{
    fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv)
    return col;
}
ENDCG

Unity Shader常用语义

• POSITION: 获取模型顶点的信息
• NORMAL：获取法线信息
• TEXCOORD(n):高精度的从顶点着色器传递信息到片段着色器，比如自定义的值，可以是float、float2、float2、float4

• COLOR：低精度的从顶点着色器传递信息到片段着色器 float4
  TANGENT：获取切线信息

• SV_POSITION:经过mvp表示已经转化到屏幕坐标系（mvp）的坐标 顶点的三维左边已经编程了片段的二维坐标

• SV_Target： 输出到哪个render target

• 常用的三种的顶点着色器获取fbx顶点信息的结构，可以自己增加或减少

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

struct appdata_tan {
    float4 vertex : POSITION;
    float4 tangent : TANGENT;
    float3 normal : NORMAL;
    float4 texcoord : TEXCOORD0;
    UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID
};

struct appdata_full {
    float4 vertex : POSITION;
    float4 tangent : TANGENT;
    float3 normal : NORMAL;
    float4 texcoord : TEXCOORD0;
    float4 texcoord1 : TEXCOORD1;
    float4 texcoord2 : TEXCOORD2;
    float4 texcoord3 : TEXCOORD3;
    fixed4 color : COLOR;
    UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID
};