以下是 Unity Shader 中常见且常用的函数列表、变量列表以及基础运算函数的整理，均附带详细注释，方便理解和使用。
常见 Unity Shader 函数列表及注释
以下是 Unity Shader 中常用的内置函数，涵盖向量运算、光照计算、插值和纹理采样等功能：
| 函数 | 说明 |
|---|---|
dot(a, b) |
计算两个向量的点积，返回标量。常用于光照计算（如漫反射强度）。 |
cross(a, b) |
计算两个向量的叉积，返回一个垂直于两者的向量。常用于计算法线。 |
normalize(v) |
将向量归一化，返回单位向量。常用于方向计算。 |
reflect(i, n) |
计算入射向量 i 相对于法线 n 的反射向量。用于镜面反射。 |
refract(i, n, eta) |
计算入射向量 i 相对于法线 n 的折射向量，eta 是折射率。 |
length(v) |
返回向量的长度（模）。用于距离或大小计算。 |
distance(a, b) |
返回两点之间的欧几里得距离。 |
clamp(x, min, max) |
将 x 限制在 min 和 max 之间。用于值范围控制。 |
saturate(x) |
等同于 clamp(x, 0, 1)，将 x 限制在 0 到 1 之间。 |
lerp(a, b, t) |
在 a 和 b 之间线性插值，t 为插值因子（0 到 1）。 |
smoothstep(a, b, x) |
在 a 和 b 之间平滑插值，返回 0 到 1 之间的值。 |
step(edge, x) |
如果 x >= edge 返回 1，否则返回 0。用于二值化处理。 |
frac(x) |
返回 x 的小数部分。常用于循环或纹理重复效果。 |
floor(x) |
返回小于或等于 x 的最大整数。 |
ceil(x) |
返回大于或等于 x 的最小整数。 |
abs(x) |
返回 x 的绝对值。 |
sin(x), cos(x), tan(x) |
三角函数，返回正弦、余弦、正切值。常用于波形动画。 |
asin(x), acos(x), atan(x) |
反三角函数，返回弧度制的角度。 |
atan2(y, x) |
返回 y/x 的反正切，考虑象限，返回弧度值。 |
pow(x, y) |
返回 x 的 y 次方。常用于光照衰减或指数效果。 |
exp(x) |
返回 e 的 x 次方。 |
log(x) |
返回 x 的自然对数。 |
sqrt(x) |
返回 x 的平方根。 |
rsqrt(x) |
返回 1 / sqrt(x)，快速求逆平方根。 |
min(a, b) |
返回 a 和 b 中的较小值。 |
max(a, b) |
返回 a 和 b 中的较大值。 |
mul(M, v) |
将矩阵 M 与向量 v 相乘，返回变换后的向量。 |
transpose(M) |
返回矩阵 M 的转置矩阵。 |
inverse(M) |
返回矩阵 M 的逆矩阵（如果存在）。 |
determinant(M) |
返回矩阵 M 的行列式。 |
tex2D(sampler, uv) |
从 2D 纹理采样颜色，uv 是纹理坐标。 |
TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex) |
将顶点原始的 UV 坐标与材质面板中的 **Tiling（缩放）**和 **Offset（偏移）**参数结合运算，生成最终的纹理采样坐标 |
texCUBE(sampler, dir) |
从立方体纹理采样颜色，dir 是方向向量。 |
常见 Unity Shader 变量列表及注释
以下是 Unity Shader 中常见的内置变量，提供场景、物体、光照和时间等信息：
| 变量 | 说明 |
|---|---|
_Time |
当前时间（float4: t/20, t, t2, t3），用于动画效果。 |
_SinTime |
正弦时间（float4: sin(t/8), sin(t/4), sin(t/2), sin(t)）。 |
_CosTime |
余弦时间（float4: cos(t/8), cos(t/4), cos(t/2), cos(t)）。 |
_WorldSpaceCameraPos |
摄像机在世界空间中的位置（float3）。 |
_ProjectionParams |
投影参数（float4: 1, near, far, 1/far）。 |
_ScreenParams |
屏幕参数（float4: width, height, 1/width, 1/height）。 |
_ZBufferParams |
Z 缓冲区参数，用于线性化深度值。 |
unity_ObjectToWorld |
当前物体的模型矩阵（float4x4），将物体空间转换到世界空间。 |
unity_WorldToObject |
当前物体的世界到物体矩阵（float4x4），将世界空间转换到物体空间。 |
unity_MatrixVP |
当前的视图投影矩阵（float4x4），将世界空间转换到裁剪空间。 |
unity_MatrixV |
当前的视图矩阵（float4x4），将世界空间转换到视图空间。 |
unity_MatrixP |
当前的投影矩阵（float4x4），将视图空间转换到裁剪空间。 |
unity_DeltaTime |
时间增量（float4: dt, 1/dt, smoothDt, 1/smoothDt）。 |
_LightColor0 |
当前光源的颜色（float4），用于光照计算。 |
_WorldSpaceLightPos0 |
当前光源在世界空间中的位置（float4），用于定向光和点光源。 |
_MainTex |
主纹理（sampler2D），常用于漫反射贴图。 |
_BumpMap |
法线贴图（sampler2D），用于凹凸效果。 |
_Specular |
镜面反射颜色（float4），用于高光计算。 |
_Glossiness |
光泽度（float），控制高光的锐度。 |
基础运算函数
以下是最基础的运算函数，常用于 Shader 的核心计算：
| 函数 | 说明 |
|---|---|
mul(M, v) |
将矩阵 M 与向量 v 相乘，返回变换后的向量。 |
dot(a, b) |
计算两个向量的点积，返回标量。 |
cross(a, b) |
计算两个向量的叉积，返回一个垂直于两者的向量。 |
normalize(v) |
将向量归一化，返回单位向量。 |
length(v) |
返回向量的长度（模）。 |
distance(a, b) |
返回两点之间的欧几里得距离。 |
clamp(x, min, max) |
将 x 限制在 min 和 max 之间。 |
lerp(a, b, t) |
在 a 和 b 之间线性插值，t 为插值因子。 |
smoothstep(a, b, x) |
在 a 和 b 之间平滑插值，返回 0 到 1 之间的值。 |
pow(x, y) |
返回 x 的 y 次方。 |
exp(x) |
返回 e 的 x 次方。 |
log(x) |
返回 x 的自然对数。 |
sqrt(x) |
返回 x 的平方根。 |
sin(x), cos(x), tan(x) |
三角函数，返回正弦、余弦、正切值。 |
asin(x), acos(x), atan(x) |
反三角函数，返回弧度制的角度。 |
atan2(y, x) |
返回 y/x 的反正切，考虑象限。 |
总结
以上列表涵盖了 Unity Shader 中最常用的函数和变量，以及基础运算函数。这些工具广泛应用于光照计算（如 dot、reflect）、纹理采样（如 tex2D）、矩阵变换（如 mul、unity_ObjectToWorld）和动画效果（如 _Time）。掌握这些函数和变量，可以帮助你高效实现各种视觉效果。