Unity Shader基础代码结构

部分资料取自冯乐乐的《Unity Shader入门精要》

名字

在shader第一行我们需要指定unity shader的名字，名字可以通过“/”来进行层次的划分，例如“Custom/TestShader”

在unity的材质面板中就能在Custom标签那一栏中找到TestShader

shader结构

语法：

shader
1
Shader "Custom/TestShader"{}

Properties

在这里设置需要unity材质面板中能够方便调整的各种属性

这里的属性包含三个部分：

  1. 名字：名字主要是在unity shader中访问需要的名字，通常是以”_”开始
  2. 显示名称：这里的名称是在unity材质面板中显示的名字
  3. 类型：类型则指定了unity shader中这些属性的类型，并且我们需要给这些属性提供默认值

Properties中支持以下类型：

属性类型 例子
Int _Number (“Number”, Int) = 2
Float _Intensity (“Intensity”, Float) = 1.5
Range(min, max) _SideRange (“SideRange”, Range(0.0, 5.0)) = 3.0
Color _RimColor (“RimColor”, Color) = (1,1,1,1)
Vector _LightDir (“LightDir”, Vector) = (2,3,6,1)
2D _2DTex (“2D”, 2D) = “”{}
Cube _CubeTex (“Cube”, Cube) = “white”{}
3D _3DTex (“3D”, 3D) = “white”{}

Subshader

每个unity shader可以包含多个subshader，在加载shader的时候会扫描所有的subshader模块，然后选择第一个能够使用的subshader。如果都不行那么就会使用Fallback定义的unity shader。subshader和pass中都可以包含Tags和RenderSetup，如果设置在subshader中那么将适用于所有的pass

subshader结构：

shader
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SubShader{
	// 可选部分
	[Tags]
	
	[RenderSetup]
	
	// pass定义，可以有多个pass
	// 第一个pass
	Pass{
	
	}
	
	// 第二个pass
	Pass{
	
	}
}

RenderSetup

提供一些列渲染状态的设置，例如是否开启混合，开启深度测试等等

状态名称 设置指令 解释
Cull Cull Back|Front|Off 设置剔除模式：背面/正面/关闭
ZTest ZTest Less|Greater|LEqual|GEqual|Equal|NotEqual|Always 设置深度测试使用函数
ZWrite ZWrite On|Off 深度写入开关
Blend Blend SrcFactor DstFactor 混合模式设置

ZTest参数解释：

  • LEqual：小于等于
  • GEqual：大于等于
  • Always：无论如何都通过

Tags

Tags是以键值对的形式存在的，主要是告诉渲染引擎，希望怎样来渲染这个对象

标签结构

shader
1
Tags {"TagName1"="Value1" "TagName2"="Value2"}

常用的两种标签类型

标签类型 说明
Queue 控制渲染顺序，指定渲染队列 Tags {“Queue”=”Transparent”}
RenderType 对着色器进行分类，例如不透明和透明着色器，可用于Shader replacement Tags {“RenderType”=”Opaque”}

Fallback

Fallback用于告诉unity如果所有subshader都不能用那么就用这里这个，Fallback还可用于阴影的投射

Fallback “shader名字”

Fallback off

最终unity shader大致结构如下：

shader
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Shader "Custom/SimpleShader"{
    Properties{

    }
    SubShader{
        pass{

        }
    }
    Fallback "Diffuse"
}

shader样例

Shader
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Shader "Custom/testShader"{
    Properties{
        // _Float为变量名字,可以自由更改，以_起头作为传统 
        _Float("Float", Float) = 0.0
        _Range("Range", Range(0.0,1.0)) = 0.0
        _Vector("Vector", Vector) = (1,1,1,1)
        _Color("Color", Color) = (0.5,0.5,0.5,0.5)
        _MainTex("MainTex", 2D) = "black"{}
    }
    SubShader{
        pass{
        	// 以CGPROGRAM和ENDCG包裹
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "UnityCG.cginc"

            struct appdata{
                float4 vertex:POSITION;
                float2 uv:TEXCOORD0;//TEXCOORD0这里是第一套uv的意思
                // float3 normal:NORMAL;
                // float4 color:COLOR;
            };

            struct v2f{
                float4 pos:SV_POSITION;
                float2 uv:TEXCOORD0; //TEXCOORD0是储存器
            };
            // 这里声明的变量需要和Properties里面的一致
            float4 _Color;
            // 纹理需要配一个float4才能够调用tilling和offset
            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;

            v2f vert(appdata v){
                v2f o;
				// mvp变换的两种方式
                // float4 world_pos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex);
                // float4 camera_pos = mul(UNITY_MATRIX_V, world_pos);
                // float4 projection_pos = mul(UNITY_MATRIX_P, camera_pos);
                float4 projection_pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.pos = projection_pos;
                // 获取uv
                o.uv = v.uv * _MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw;
                return o;
            }

            float4 frag(v2f i):SV_TARGET{
            	// 贴图采样
                float4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
}