前言
筆者我是一個最近在入門UnityShader的菜雞⊙﹏⊙∥。寫點東西鞏固自己的認知，順便看看能不能幫助到其他和我一樣想入門的人。
我是以馮樂樂的《Unity Shader入門精要》來作爲我的入門教程的。在接下來的正文裏面，我會跳過一些前置知識相關。但這些東西十分重要，所以我會盡量給出一些鏈接，讓大家去了解。我主要是圍繞一個個實例，讓大家快速做出效果。
所以如果大家有圖形學相關底子，也瞭解Unity的基礎操作，會更方便下面的學習。大家有疑問的，或者我有錯誤的，歡迎大家評論，一起學習進步。
另外，我會把整個工程上傳到github。大家可以去下載到完整的項目。
前期準備
- Unity 2019.3.9 (這是我現在使用的版本)
- 一個編輯器(Rider, Sublime, VS甚至記事本都可以(￣▽￣)")
初識Unity Shader
來到正文了，廢話不多說，我們先看一下本節完成後，你會得到一個怎樣的結果。
好了，讓我們打開Unity。然後在Window->Rendering->Lighting Settings打開光照設置，把天空盒去掉(暫時不希望它影響我們)。在SkyBox Material那裏選擇None即可。
我們直接創建一個Shaders文件夾，然後在裏面新建一個Unity Shader文件(右鍵->Create->Shader->Unlit Shader)，命名爲1_SampleShader。Unlit Shader是一種無關照Shader，它暫時更適合我們入門學習。
然後我們用我們準備好的編輯器打開我們創建的Shader文件。來看一下Unity Shader的結構。
接下來，我們動手寫一個最簡單的Shader，先把Shader文件裏原來的內容全部刪掉。
接着起個我們的名字(先按我的名字來，想秀的等看完教程╰(￣ω￣ｏ))。
Shader "Unity Shader/C1/1_SimpleShader" {
}
然後直接定義一個SubShader和Pass語義塊(我們暫時不需要Properties塊，因爲我們暫時不需要在面板裏輸入任何變量)
SubShader {
Pass {
}
}
我們開始CG代碼片段的編寫。先定義一個由CGPROGRAM和ENDCG所包圍的片段(可以理解成前面都是在做設置，下面纔是真正的Shader代碼。CG意味着一種語法，它更像DX的HLSL Shader語法)
CGPROGRAM
ENDCG
然後我們進行兩個預處理指令，指定哪個函數是頂點着色器，哪個函數是片段着色器。
#pragma vertex vert // 指定vert函數是頂點着色器
#pragma fragment frag // 指定frag函數是片段着色器
然後我們定義頂點着色器函數。我們先讓這個函數只做普通的MVP變換。(MVP變換是渲染管線很重要的一個概念，我會在最後給出一些閱讀材料讓讀者去了解)
// float4是指一個4個分量的float類型
// 輸入一個float4,這個參數來源於POSITION
// 輸出一個float4,這個參數將會寫到SV_POSITION
float4 vert(float4 position:POSITION) : SV_POSITION {
return UnityObjectToClipPos(position); //MVP變換
}
上面提到的POSITION和SV_POSITION大家可以理解爲是一塊存儲空間，Unity會把這段存儲空間裏的值賦值給你的變量，或者把你變量的值複製到對應存儲空間中。其中頂點着色器必須輸出SV_POSITION用於後續處理，片段着色器也必須輸出SV_Target來指定一個片段顏色。
然後我們定義一個不管怎樣都輸出紅色的片段着色器。
// fixed比float的精度要小，會更省內存。一般(-2,2)範圍的浮點數可以用fixed。
// 輸出一個fixed4，寫到SV_Target裏
fixed4 frag() : SV_Target {
// 淺綠色，爲什麼要這種顏色。別問，我朋友說他喜歡綠。
return fixed4(0.2, 1.0, 0.5, 1.0);
}
好了，現在我們一個最最最簡單的UnityShader已經寫完了。我們創建一個Material(右鍵->Create->Material), 然後在這個材質(Material)的控制面板裏選擇我們的Shader。(Unity Shader->C1->1_Sample), 我們可以看到這個路徑就是我們上面的Shader名字。
然後我們在場景裏創建一個球體，記得先reset一下。
把材質拖到球體上，我們就可以看到一個淺綠色的球體了。
會不會發現有點成就感，但又沒意思(這垃圾效果，不寫也罷╰（‵□′）╯)。別急，畢竟我們還在入門嘛，都還沒蓋棺。
接下來我們用一下Properties，起碼可以讓我們指定顏色。在SubShader語義塊前面加回我們的屬性塊。
Properties {
_MainColor ("main color", COLOR) = (0.2, 1.0, 0.5, 1.0)
}
- _MainColor 是我們後面代碼裏面要用的變量名
- “main color” 是Unity控制面板中能看到的名字
- COLOR 是這個屬性的類型，COLOR是一個Float4
- = 後面接的是默認值，用戶不選的話，默認就是綠色。沒錯，那種綠色
你會發現這時候，那個材質的控制面板已經允許我們選顏色了，但只是選了沒用而已，接着我們就把這個顏色用上去。
我們在預定義語句的後面加上我們的變量聲明
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
fixed4 _MainColor;
然後片段着色器裏，我們直接輸出我們這個顏色。
fixed4 frag() : SV_Target {
return _MainColor;
}
好了，現在可以在材質面板裏選擇顏色來控制我們球體的顏色了。大家可以去選一下看看效果。
我選了一個我朋友更喜歡的深綠色。
當然，頂點着色器是可以給片段着色器傳遞參數的。
我們先在頂點着色器函數前定義一個結構體。
struct v2f { // vertex to fragment, 頂點着色器輸出到片段着色器
float4 position : SV_POSITION;
float3 worldPos : TEXCOORD0; // 世界空間下的頂點座標
};
然後我們修改頂點着色器的輸出爲v2f，並且爲每一個分量賦值。
v2f vert(float4 position:POSITION) {
v2f output; // 聲明一個v2f變量
output.position = UnityObjectToClipPos(position);
// 用位置右乘一個model矩陣轉換到世界空間
output.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, position).xyz;
return output;
}
接着只要把片段着色器的輸入定義爲v2f變量，我們就可以用上頂點着色器輸出的值了(當然是經過插值的)。
// 把世界空間的位置當成顏色輸出，這也是Shader的一種Debug方法
fixed4 frag(v2f input) : SV_Target {
return fixed4(input.worldPos, 1.0) * 2;
}
我們可以看到現在的效果是，我們得到了一個五彩斑斕的球。
如果出現問題的，可以到GitHub上查看源碼。
結語
這裏我就結束了我的第一篇入門分享，之後的節奏大概是每週一更，也有可能多更，但儘量不停更 - -。大家有疑問的也歡迎評論懟我，我會盡量認真看，我寫錯的地方也會去糾正。
另外，我一直相信，只要人人都付出一點愛，我就會O(∩_∩)O嘿嘿嘿。
鏈接
MVP變換：https://learnopengl-cn.github.io/01%20Getting%20started/08%20Coordinate%20Systems/