Shader导论：
Shader（着色器）：是一种短小的程序片段，是用于告诉图形硬件如何计算和输出图像过去由汇编语言编写【Shader是可编程图形管线的算法片段】
Shader的主要分类为：Vertex Shader（顶点着色）和Fragment Shader（片段着色）
渲染管线：
渲染管线也称为渲染流水线,是显示芯片内部处理图形信号相互独立的并行处理单元.一个流水线是一序列可以并行和按照固定顺序进行的阶 段.每个阶段都从它的前一阶段接收输入,然后把输出发给随后的阶段. 就像一个在同一时间内,不同阶段不同的汽车一起制造的装配线,传统 的图形硬件流水线以流水的方式处理大量的顶点,几何图元和片段.
Shader实际上就是一小段程序,它负责将输入的顶点数据以指定的方 式和输入的贴图或者颜色等组合起来,然后输出.绘图单元可以根据这 个输出来将图像绘制到屏幕上.输入的贴图或颜色等,加上对应的 Shader,以及对Shader的特定的参数设置,将这些内容打包存储到一起 得到的就是一个Material(材质).之后我们便可以将材质赋予三维物 体来进行渲染(输出)了.
Shader是图形可编程方案的程序片段
渲染管线是一种计算机从数据到最终图形成像的描述
三大主流的高级编程语言：
Shader Language的发展方向是设计出在便捷性方面可以和C++/JAVA 相比较的高级语言,赋予程序员灵活而方便的编程方式,并尽可能的控 制渲染过程,同时利用图形硬件的并行性,提高算法的效率.
目前Shader Language有三种语言:基于OpenGL的OpenGL Shading Language,简称GLSL.基于DirectX的High Level Shading Language 简称HLSL.还有NVIDIA公司的C for Graphic简称Cg语言.
Cg语言(C for Graphics)是为GPU编程设计的高级着色器 语言,由NVIDIA公司开发。Cg极力保留C语言的大部分语义, 并让开发者从硬件细节中解脱出来,Cg同时也有一个高级语 言的其他好处,如代码的易重用性,可读性得到提高,编译器代码优化。
Shader的基本结构
三种着色器：表面着色器、顶点片段着色器、固定管线着色器
Shader：
//固定管线着色器，从语法上说是最简单的着色器
//虽然功能有限，但在3中着色器中运行速度是最快的，几乎在所有硬件上都能运行
//结构：由 Properties、SubShader、FallBack组成
Shader "CustomLearn/First"{ Properties{ // 属性的语法规则：_Name("DisplayName",Type)=defaultValue // 1、_Name是属性的名字，简单说就是变量名，在之后的整个shader // 代码中一直通过该名字来获得该属性的内容 // 2、DisplayName：将显示在Unity材质编辑器中的名称 // 3、Type：属性的类型，类型可以有以下 // 1）Color-颜色，有RGBA（红绿蓝和透明）四个两来定义取值0-1之间 // 2) 2D——表示一个2的幂次方大小的贴图，这样贴图将在采样后背后被转化 // 为对应模型的UV的每个像素的颜色最终被显示出来 // UVMaping：作用是将一个2D贴图上的点映射到3D模型上，是3D渲染中最常见的一种顶点处理手段 // 3）Rect - 表示的是一个非2的幂次方大小的贴图 // 4）Cube - 即Cube map texture（立方体为例），即六张带有联系 // 的2D贴图的组合，主要用来做一些反射效果，比如说天空盒 // 5）Range - 一个介于最大值和最小值之间的浮点数，这个值可以用来在 // 材质球的设置面板进行设置，一般用于调整shader某些特定的参数，比如透明度 // 6）Float - 任意的一个浮点数 // 7）Vector - 表示一个四维数，格式为（x,y,z,w） _Color("Main Color",color)=(1,0.5,0.5,1) } SubShader{ //SubShader：子着色器，可以有一个或者多个，在实际运行平台当中 //到底执行那个子着色器，是由运行的平台所决定的 //子着色器:是Shader代码的主体，每个子着色器包含一个或者多个Pass通道， //每个Pass都会渲染一次当前shader所作用的对象，在计算着色器时，平台会优先选用 //要使用的子着色器，然后运行Pass通道，会得到一个输出的结果，最后将结构渲染在界面上 Pass{ //Pass通道：控制被渲染对象的几何体，除了表面着色器以外，其他两种着色器的SubShader下一定要有Pass通道 //pass通道语法规则 //{{Name and Tags}[RendererSetup][TextureSetup]} //1、Name and Tags：可以定义Pass通道和任意数量的标签，如果为Pass通道命名后，可以在别的着色器中使用该名字（标签）来重用它 //2、标签的作用可以用来向渲染管线说明Pass的意图 //3、RenderSetup：渲染设置是用来固定功能管线着色器中，可以设置图形硬件的各种状态 // 可用的设置命令为： // 1）Material{}：材质：定义一个使用顶点着色器光照管线的材质 // 2）Lighting：光照：取值为On或off // 3)Cull：裁剪，设置裁剪模式，有Back，Front、Off // Cull Back：表示不绘制北里观察者的几何面 // Cull Front：表示不绘制面向观察者的几何面，用于由内而外的对象 // Cull Off:显示所有面，用于特殊效果 //4、ZTest：深度测试，模式包括：Less、Greater、LEqual、GEqual、Equal、NotEqual、Always // 深度测试：当场景中有多个物体需要绘制，这些物体之间通常会存在遮挡的关系，离观察者比较远 // 的会因为近处物体的遮挡而不可见，或者只有近处可见。这是如果绘制不可见的物体没 // 有太大意义，所以深度检测可以简化复杂场景的绘制，确保只有场景内最靠近表面的 // 物体参与绘制 //5、ZWrite：深度缓存写入，取值为On或Off； // ZWrite On/Off：用于将要绘制的对象写入深度缓存区中，默认情况下是开启的，如果要 // 绘制一个纯色的物体，可以将这个选项打开，如果要绘制半透明效果，关闭深度缓存 //6、Fog()：雾效，设置雾效的参数，用于控制雾效的相关渲染 // 雾化的原理：通过混合已经生成的像素的颜色，和基于到镜头的距离来确定最终的颜色。 // 雾化不会改变已经混合的像素的透明度值，只是改变了RGB值，我们可以在Unity工程中设置 //7、Alpha Test：设置Alpha测试，模式包括：Less、Greater、LEqual、GEqual、Equal、NotEqual、Always、Nerver // AlphaTest：表示的是阻止像素被渲染到屏幕的最后机会，在最终渲染出的颜色被计算出来之后, // 可以选择通过颜色的透明度值和一个固定值比较，如果比较的结果失败（这里是否失败 // 取决于上面设置的测试类型：大于、小于。。。）像素就不会被写到显示的输出中 //8、Bleed：Alpha混合 //9、Color：颜色，设置顶点光照关闭时设置的颜色值 //10、ColorMask：颜色通道，当值为0时，关闭所有的颜色通道的渲染，取值为RGB|A|0|或者RGB任意组合 //11、Offset Factor/Units：表示两个参数来定义深度偏移 // Factor:表示z轴缩放的最大斜率的值 // units：表示可分辨的最小深度缓冲区的值 //12、SepatareSpecular：高光颜色，取值为On或Off //13、ColorMaterial：颜色集，当计算定点光照时使用每个顶点的颜色 //4、TextureSetup：贴图设置的选项： // 1）Combine：将两种颜色进行混合，可以是上次SetTexture的处理结果，（previous、constant、primary、Texture中的一种） // 2）constantColor：设置一个常量的颜色值 // 3）matriax:设置矩阵纹理坐标进行变换 Material{ Diffuse[_Color] } //灯光打开 Lighting On //剔除关闭【Cull Front 剔除正面，不会绘制面向观察者的几何体】 Cull Off } } //如果用户所用的SubShader都失败了,为了在计算机上能够呈现设定的渲染效果, //0一般会使用FallBack,FallBack是Unity自己预制的Shader实现, //一般可以在所有显卡上运行,Shaderde的备胎,类似Default语句 FallBack "Diffuse" } //固定管线着色器 Shader "CustomLearn/Second"{ Properties{ // 主颜色 _Color("Main color",color) = (1,1,1,0.5) //高光 _SpecColor("Spec color",color) = (1,1,1,1) //自发光 _Emission("Emission",color) = (0,0,0,0) //太阳光 _Shiness("Shiness",Range(0,1)) = 0.7 //主纹理 _MainTex("MainTexture",2D) = "white"{} } SubShader{ Tags{"Queue"="Transparent" "IgnoreProjector"="true" "ForceNoShadowCasting"="True"} //tags：表示输出的是什么，如果输出的是非透明的物体，写在Opaque中，如果想渲染半透明或者透明的物体写在Transparent中 //其他的一些标签还包括： //IgnoreProjector=True:表示不被Project投影影响 //ForceNoShadowCasting=True:表示不产生阴影 //"Queue"="XXX"：表示指定的渲染队列 //Queue的值可以有： //Background - 最早被调用的渲染，用来渲染天空盒或者北京 //Geometry - 这是默认值，用来渲染非透明的物体 //AlphaTest - 用来渲染经过Alpha Test 渲染过的像素 //Transparent：从后往前的顺序渲染透明的物体 //Overlay：用来渲染叠加效果，是渲染的最后阶段使用 //上述设置的Queue中的渲染效果，实际上是一组定义的整数 //Background=1000,Geometry=2000,AlphaTest=2450,Transpartent=3000,Overlay=4000 //也可以指定渲染队列为："Queue"="Transparent+100"，表示当前渲染内容在渲染完透明物体之后， //在Overlay之前 //透明度的混合 Blend srcAlpha OneMinusSrcAlpha Pass{ Material{ //漫反射颜色 Diffuse[_Color] //环境光颜色 Ambient[_SpecColor] //太阳光的光泽度，值在0-1之间 SHininess[_Shiness] } //开启灯光 Lighting On //开启顶点光照的平行高光颜色 SeparateSpecular On //设置纹理 SetTexture[_MainTex]{ //设置纹理的颜色 constantColor[_Color] //混合效果 //纹理*原色的两倍，纹理*常量颜色值 Combine texture*primary DOUBLE,texture*constant } } } FallBack "Diffuse" }
