Unity Shader (Vertex & Fragment)

pragma

Function: Tell the editor the name of vertex and fragment shading functions

Vertex shader pragma

Execute once for each vertex

#pragma vertex vert

Fragment shader compilation directives

Executes every pixel

#progma fragment frga

Vertex Semantic Binding

model coordinates of vertices	float4 POSITION
screen coordinates of the vertex	float4 SV_POSITION
the normal vector coordinates of the vertex	float3 NORMAL
first UV coordinate	float4 TEXCOORD0
2nd...4th UV coordinates	float4 TEXCOORD1...3
vertex tangent vector coordinates	float4 TENGENT
vertex color value	float4 COLOR

Common function library

Assists in compiling macros and definitions for cross-platform shaders	HLSLSupport.cginc
Common global variables	UnityShaderVariables.cginc
Common helper functions	UnityCG.cginc
light and shadow functions	AutoLight.cginc
Lighting model related	Lighting.cginc
Terrain Vegetation Assist	TerrainEngine.cginc
Note: The source address of the function library is Unity address\Data\CGIncludes

UnityCG common functions ( UnityCG function explanation )

Convert vertex model coordinates to vertex screen coordinates

UnityObjectToClipPos

Instance (SubShader must have Pass channel)

Solid Shader

vertex function	parameter	the coordinate position of each vertex Semantic binding: POSITION (coordinate position) float4
	return value	pixel position of each vertex Semantic binding: SV_POSITION (pixel position) float4
	Role: Project three-dimensional space coordinates to a two-dimensional window
Fragment function	parameter	without
	return value	Fragment color value Semantic binding: COLOR (color RGBA) float4
	Role: set the pixel color

Color Shader

vertex shader output structure	空间位置：float4 position:SV_POSITION 0级纹理坐标：float4 color:TEXCOORD0
顶点函数	参数	每个顶点的坐标位置语义绑定：POSITION（坐标位置） float4
	返回值	输出结构体
	作用：将顶点当作色彩参数赋值
片段函数	参数	顶点着色器输出结构体
	返回值	片段颜色
	作用：直接将顶点输出的颜色设置到像素中显示

漫反射

进入库

#include "UnityCG.cginc"

顶点输入结构体

顶点位置

（float4）语义绑定：POSITION

法线

（float3）语义绑定：NORMAL

顶点输出结构体

像素位置

（float4）语义绑定：SV_POSIITON

法线

（float3）语义绑定：NORMAL

全局变量声明

光照颜色(內部值)

（float4）_LightColor0

漫反射颜色(属性)

顶点函数

输入结构体——输入

输出结构体——输出

步骤

矩阵变换

计算法线

输入法线扩充 float4(input.normal,0.0)

內部值 unity_WorldToObject

法线计算（固定公式）

mul(float4(input.normal,0.0),unity_WorldToObject).xyz

片段函数

顶点输出结构体

输入

语义绑定(COLOR)

输出

步骤

获取输入法线方向（float3）

normalize(input.normal)

获取入射光线法线方向（float3）

normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz)

备注：_WorldSpaceLightPos0（入射光方向）

计算漫反射值(float3)

公式	正向渲染公式 Diffuse=LightColorMainColorMax(0,dot(N,L))
	变量解释	LightColor（光照颜色）
		MainColor（漫反射颜色）
		入射光（N）
		光照法线（L）

合并环境光（float4）

漫反射扩充	float4 (diffuse,1.0)
添加环境光	+UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT
返回结果

Note: You need to set Tags in the Pass channel to forward rendering
"LightMode" = "ForwardBase" (the lighting mode is set to forward rendering)

//  顶点着色器的编译指令
//  每有一个顶点就执行一次
#pragma vertex vert
//  片元着色器的编译指令
//  每有一个像素就执行一次
#pragma fragment frag

#include "UnityCG.cginc"

    //  顶点输入结构体
    struct appdata
    {
        //  顶点模型坐标
        half4 vertexPos:POSITION;
        //  顶点法线向量
        half3 vertexNormal:NORMAL;
    };

    //  顶点输出结构体	
    struct v2f 
    {
        //  顶点屏幕坐标
        half4 screenPos:SV_POSITION;
        //  顶点屏幕法线
        half3 screenNormal:NORMAL;
	};

	//  声明漫反射颜色属性
	half4 _DiffuseCol;
	//  光照颜色【内部变量】
	half4 _LightColor0;

	//  顶点函数
	v2f vert(appdata data)
	{
		//  顶点输出结构体对象
		v2f o;
		//  将顶点模型坐标转换为顶点屏幕坐标
		o.screenPos = UnityObjectToClipPos(data.vertexPos);
		//  将顶点模型法线转换为顶点屏幕法线
		o.screenNormal = mul(half4(data.vertexNormal,1),unity_WorldToObject).xyz;
		//  返回结果
		return o;
	}

	//  片元函数
	half4 frag(v2f vertexInput):COLOR
	{
		//  求入射光线的单位向量
		half3 lightDir = normalize(_WorldSpaceLightPos0);
		//  求法线向量的单位向量
		half3 normalDir = normalize(vertexInput.screenNormal);
		//  通过漫反射公式计算所得每个像素的颜色【兰伯特】
		//half3 diffuseColor = _DiffuseCol.rgb * _LightColor0.rgb * max(0,dot(lightDir,normalDir));
		//  通过漫反射公式计算所得每个像素的颜色【半兰伯特】
		half3 diffuseColor = _DiffuseCol.rgb * _LightColor0.rgb * (0.5 * (dot(lightDir,normalDir) + 0.5));
		//  添加漫反射颜色再加上环境光
		return half4(diffuseColor,1) + UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT;
	}