unity雙面材質攻略

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Unity內置的Shader，都是單面效果，想必導入Mesh的同學都碰到過這樣的痛苦，布料飄起的背面部分看起來是空氣，汽車透過車窗看到是路面...各種蛋疼。
有些文章教導大家 把模型做出厚度來吧，這種做法實在太那個啥了......
 
其實用改寫Shader的方法可以很方便的實現雙面材質。
Unity裏有3種Shader方式:
1.Fixed Function Shaders 
2.Vertex and Fragment Shaders
3. Surface Shaders
關於這部分的詳細介紹，請參考官方的教程。
這三種方式裏，都可以通過直接在Shader代碼頭部添加一個Cull off 語句，實現強制雙面渲染。
但是直接用Cull off的方式 有個重大的缺陷，這材質從兩面看無論貼圖、顏色、反光、照明情況，都是一模一樣的，這並不符合大多數實際情況的常識。
在第1和第2種Shader裏，是可以通過在一個渲染子程序裏用兩個渲染Pass來實現雙面不同效果的，這部分網上的資料也很多，寫起來也很簡單直接。
 
這裏主要討論的是第三種也是最常用的Surface Shader的雙面不同效果的實現。
Surface Shader是不能寫在Pass裏的，所以要實現它的雙面不同效果就要用其他變通的辦法。
 
首先去Unity官方網站下載一個內置Shader的代碼包，鏈接如下：
http://unity3d.com/download_unity/builtin_shaders.zip 
打開後看見一堆.shader文件，可以用任何文本編輯器打開。可以看見系統內建的Shader基本都是Surface方式。
這裏隨便打開一個Normal-BumpSpec.Shader 這是普通的高光-凹凸貼圖材質

複製代碼

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Shader "Bumped Specular" { Properties {     _Color ("Main Color", Color) = (1,1,1,1)     _SpecColor ("Specular Color", Color) = (0.5, 0.5, 0.5, 1)     _Shininess ("Shininess", Range (0.03, 1)) = 0.078125     _MainTex ("Base (RGB) Gloss (A)", 2D) = "white" {}     _BumpMap ("Normalmap", 2D) = "bump" {} } SubShader {     Tags { "RenderType"="Opaque" }     LOD 400       CGPROGRAM #pragma surface surf BlinnPhong     sampler2D _MainTex; sampler2D _BumpMap; fixed4 _Color; half _Shininess;   struct Input {     float2 uv_MainTex;     float2 uv_BumpMap; };   void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {     fixed4 tex = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex);     o.Albedo = tex.rgb * _Color.rgb;     o.Gloss = tex.a;     o.Alpha = tex.a * _Color.a;     o.Specular = _Shininess;     o.Normal = UnpackNormal(tex2D(_BumpMap, IN.uv_BumpMap)); } ENDCG } FallBack "Specular" }

簡單解說一下幾個關鍵行：
第一行Shader "Bumped Specular" 指定了這個shader出現在Unity系統Shader菜單裏的名字，如果要修改系統內建Shader的源代碼，最好把這個名字改掉，否則和系統內建Shader重名啦。我是這樣寫的: Shader "Hog's shaders/BumpSpec_Twoside" ，這個shader會出現在Hog's shaders組裏，系統會自動完成這個加載。
第二行Properties後面的一組以下劃線開頭的變量表示了這個渲染器需要設置的參數。對於一個高光-凹凸材質來說，需要材質顏色、反光顏色、反光率、材質貼圖和法線貼圖，這5個變量就對應這5個東西啦，詳細請參考系統手冊。
在第11行LOD 400 後面加上一行:Cull off，這個材質就會自動雙面渲染了 Cull off表示雙面都渲染，不寫默認是Cull back，不渲染背面。你也可以寫上Cull front,不渲染正面。
改完這行 ，把第一行改成你希望的名字，把這個shader文件拷貝到工程的assets目錄底下，系統就能自動加載啦。
效果如圖：

 
雙面是雙面了，但是哪有兩面是一樣亮、一樣高光區域的....，全透光的磚牆，這種雙面很少會用到吧。
 
如何做到雙面不同效果呢？
前面說了Surface shader是不能寫兩個pass渲染不同面的，但其實surface方式可以寫多個渲染過程，根本不需要pass的概念，Surface Shader可以這樣寫：
Call back 
渲染正面的代碼
Call front
渲染反面的代碼
 
就可以實現雙面不同的控制了。
根據這個原理，其實我們只要把系統內建shader的源代碼複製一份，就能實現另一面不同效果了。以下供參考：

複製代碼

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Shader "Hog's shaders/BumpSpec_Twoside" { Properties { //正面5個參數     _Color ("Main Color", Color) = (1,1,1,1)     _SpecColor ("Specular Color", Color) = (0.5, 0.5, 0.5, 1)     _Shininess ("Shininess", Range (0.03, 1)) = 0.078125     _MainTex ("Base (RGB) Gloss (A)", 2D) = "white" {}     _BumpMap ("Normalmap", 2D) = "bump" {} //反面拷貝 改名 也是5個     _BackColor ("Back Main Color", Color) = (1,1,1,1)     _BackSpecColor ("Back Specular Color", Color) = (0.5, 0.5, 0.5, 1)     _BackShininess ("Back Shininess", Range (0.03, 1)) = 0.078125     _BackMainTex ("Back Base (RGB) Gloss (A)", 2D) = "white" {}     _BackBumpMap ("Back Normalmap", 2D) = "bump" {} } SubShader { Tags { "RenderType"="Opaque" }     LOD 400     Cull back //開始渲染正面    CGPROGRAM //表明是surface渲染方式 主渲染程序是surf 光照模型是BLinnPhong #pragma surface surf BlinnPhong      sampler2D _MainTex; sampler2D _BumpMap; fixed4 _Color; half _Shininess;   struct Input {     float2 uv_MainTex;     float2 uv_BumpMap; };   void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {     fixed4 tex = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex);     o.Albedo = tex.rgb * _Color.rgb;     o.Gloss = tex.a;     o.Alpha = tex.a * _Color.a;     o.Specular = _Shininess;     o.Normal = UnpackNormal(tex2D(_BumpMap, IN.uv_BumpMap));} ENDCG         Cull front //開始渲染反面 其實和就是拷貝了一份正面渲染的代碼 除了變量名要改    CGPROGRAM #pragma surface surf BlinnPhong   sampler2D _BackMainTex; sampler2D _BackBumpMap; fixed4 _BackColor; half _BackShininess;   struct Input {     float2 uv_BackMainTex;     float2 uv_BackBumpMap; };   void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {     fixed4 tex = tex2D(_BackMainTex, IN.uv_BackMainTex);     o.Albedo = tex.rgb * _BackColor.rgb;     o.Gloss = tex.a;     o.Alpha = tex.a * _BackColor.a;     o.Specular = _BackShininess;     o.Normal = UnpackNormal(tex2D(_BackBumpMap, IN.uv_BackBumpMap));} ENDCG } FallBack "Specular" }

這是個雙面可以分別指定的高光-凹凸材質，注意幾個要點：
properties部分只能出現一次，所以這是不能直接拷貝的。因爲要爲雙面指定不同的參數，雙面的參數變量名肯定不能一樣，這個論壇裏都是程序猿，沒必要多解釋了。我簡單的把用於正面的5個參數前面都加上了一個Back用於反面。
在CG代碼內部也要對應的應用相應的參數，反面的渲染代碼就用剛纔全部加了Back的那5個參數。
正面代碼段用Cull back 開始 反面的代碼用Cull front開始
以下是渲染效果：

 
一面是磚牆一面是木板。。蛋疼了沒
這個模式下，雙面也完全可以指定不同的材質，基本上你不用學習很多內建Shader和CG語法，通過簡單的copy-paste就能組合出無窮的雙面材質來了。
 
再提升一下，其實我們常用的雙面效果，除了透明的材質以外，無非是兩種：
一是反面和正面同樣紋理，但是不需要高光、反射，只需要一個相對黯淡的被環境光照亮的材質，比如磚牆木盒衣服什麼的
二是反面顯示爲單身或其他紋理，但也不需要高光、反射，只需要被環境光照亮，比如汽車內部 建築物內部等等。
第一種情況，反面可以沿用正面紋理，但是以普通的Diffuse方式着色
第二種情況，反面不指定或者單獨指定紋理，也以普通的Diffuse方式着色
兩種情況，反面的渲染都可以借用系統內建Shader的Diffuse渲染代碼來實現，方式一的代碼：

複製代碼

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Shader "Hog's shaders/BumpSpec_Twoside1" { Properties {     _Color ("Main Color", Color) = (1,1,1,1)     _SpecColor ("Specular Color", Color) = (0.5, 0.5, 0.5, 1)     _Shininess ("Shininess", Range (0.03, 1)) = 0.078125     _MainTex ("Base (RGB) Gloss (A)", 2D) = "white" {}     _BumpMap ("Normalmap", 2D) = "bump" {}     _BackColor ("Back Main Color", Color) = (1,1,1,1) } SubShader {     Tags { "RenderType"="Opaque" }     LOD 400     Cull back       CGPROGRAM #pragma surface surf BlinnPhong     sampler2D _MainTex; sampler2D _BumpMap; fixed4 _Color; half _Shininess;   struct Input {     float2 uv_MainTex;     float2 uv_BumpMap; };   void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {     fixed4 tex = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex);     o.Albedo = tex.rgb * _Color.rgb;     o.Gloss = tex.a;     o.Alpha = tex.a * _Color.a;     o.Specular = _Shininess;     o.Normal = UnpackNormal(tex2D(_BumpMap, IN.uv_BumpMap));} ENDCG       Cull front       CGPROGRAM #pragma surface surf Lambert   sampler2D _MainTex; fixed4 _BackColor;   struct Input {     float2 uv_MainTex; };   void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {     fixed4 c = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex) * _BackColor;     o.Albedo = c.rgb;     o.Alpha = c.a; } ENDCG } FallBack "Specular" }

反面渲染的運算就直接借用了系統的Diffuse Shader,只不過紋理是沿用正面的紋理，只增加了一個反面的顏色變量用來模擬環境光亮度，與紋理混合實現反面效果。渲染效果如下：

 
 
方式二代碼：

複製代碼

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Shader "Hog's shaders/BumpSpec_Twoside2" { Properties {     _Color ("Main Color", Color) = (1,1,1,1)     _SpecColor ("Specular Color", Color) = (0.5, 0.5, 0.5, 1)     _Shininess ("Shininess", Range (0.03, 1)) = 0.078125     _MainTex ("Base (RGB) Gloss (A)", 2D) = "white" {}     _BumpMap ("Normalmap", 2D) = "bump" {}     _BackColor ("Back Main Color", Color) = (1,1,1,1)     _BackMainTex ("Back Base (RGB) Gloss (A)", 2D) = "white" {} } SubShader {     Tags { "RenderType"="Opaque" }     LOD 400     Cull back       CGPROGRAM #pragma surface surf BlinnPhong     sampler2D _MainTex; sampler2D _BumpMap; fixed4 _Color; half _Shininess;   struct Input {     float2 uv_MainTex;     float2 uv_BumpMap; };   void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {     fixed4 tex = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex);     o.Albedo = tex.rgb * _Color.rgb;     o.Gloss = tex.a;     o.Alpha = tex.a * _Color.a;     o.Specular = _Shininess;     o.Normal = UnpackNormal(tex2D(_BumpMap, IN.uv_BumpMap));} ENDCG       Cull front       CGPROGRAM #pragma surface surf Lambert   sampler2D _BackMainTex; fixed4 _BackColor;   struct Input {     float2 uv_BackMainTex; };   void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {     fixed4 c = tex2D(_BackMainTex, IN.uv_BackMainTex) * _BackColor;     o.Albedo = c.rgb;     o.Alpha = c.a; } ENDCG } FallBack "Specular" }

此方式下反面可以單獨指定紋理，不指定就直接顯示指定的反面顏色，渲染效果如下

 
 
以上只是介紹一個基本思想，在這個基礎上能應該能衍生出無窮的變化。對自定義shader有興趣的可以參考系統手冊和Nvidia的CG教學手冊。
不過千萬不要動不動就使用雙面材質，因爲會增加系統負荷，應該只用在需要的地方。
 
把以上代碼起個名字另存爲.shader文件，導入工程assets，就能直接使用。