《unity shader 入門精要》讀書筆記2 - Unity Shader基礎

什麼是ShaderLab？

" Shaderlab is a friend you can afford." - 尼古拉斯・弗朗西斯( Nicholas Francis)。
Unity Shader是Uniy爲開發者提供的高層級的渲染抽象層，Shaderlab是Uniy提供的編寫 Unity Shader的一種說明性語言。

左圖是未使用unity shader，右圖爲unity shader！

在Unity中，Shader可以分爲三種類型：

1. 固定功能着色器（Fixed Function Shader）
   對於一些較舊的設備(其GPU僅支持Directx7.0、 OPENGL1.5或 OPENGL ES1.1),它們不支持可編程管線着色器,因此,這時候我們就需要使用固定函數着色器( Fixed Function Shader)來完成渲染。這些着色器住往只可以完成一些非常簡單的效果,已經逐漸被拋棄.
2. 表面着色器（Surface Shader）
   表面着色器是Uniy自己創造的一種着色器代碼類型, 是 Unity對頂點片元着色器的更高一層的抽象。它存在的價值在於, Unity爲我們處理了很多光照細節, 簡化了很多。Unity建議使用表面着色器來編寫和光照有關的Shader。
3. 頂點着色器&片段着色器 （Vertex Shader & Fragment Shader）
   和OpenGL，Direct3D中的頂點着色器和片段着色器區別不大。頂點片段着色器比表面着色器使用更靈活、更強大，當然也更復雜。
   頂點着色器：產生紋理座標，顏色，點大小，霧座標，然後把它們傳遞給裁剪階段。
   片段着色器：進行紋理查找，決定什麼時候執行紋理查找，是否進行紋理查找，及把什麼作爲紋理座標。

Unity Shader結構：

Shader "name"
{
       //----------屬性-----------
       Properties
       {
              _MainTex("基本紋理",2D)="White"{}   //2D紋理
              _FloatName("Float Name", Float) = 0.5	//浮點數
              _RangeName("Range Name", Range(0.1, 1)) = 0.1 //浮點數 (在指定範圍內)
              _ColorName("Color Name", Color)  =(1, 1, 1, 1) // 顏色
              _VectorName("Vector Name", Vector)  =(1, 1, 1, 1) //定義一個四元素的容器(相當於Vector4)屬性
              _RectName("Rect name", Rect) = "white"{} //定義長方形（非2次方）紋理屬性
              _CubemapName("Cubemap Name", CUBE) = "" {} //定義立方貼圖紋理屬性
       }
 
       //----------子着色器(可以多個)----------
       SubShader
       {
              //Pass通道（可以多個）:一個Pass就是一次繪製。
              Pass
              {
              	//標籤，可選的 
              	[Tags]	// Tags { "RenderType" = "Opaque" }
              	//狀態設置，可選的
              	[RenderSetup]
				//CG代碼塊(每個Pass中都可以包含自定義的Cg代碼，從CGPROGRAM開始到ENDCG結束。)
	            CGPROGRAM
	            #pragma vertex vert
	            #pragma fragment frag
	            #include "UnityCG.cginc"
	            //cpu傳遞到gpu的數據信息
	            struct appdata
	            {
	                float4 vertex : POSITION;
	                float2 uv : TEXCOORD0;
	            };
				//頂點着色器傳遞到片段着色器的數據
	            struct v2f
	            {
	                float2 uv : TEXCOORD0;
	                float4 vertex : SV_POSITION;
	            };
				//頂點着色器
	            v2f vert (appdata v)
	            {
	                v2f o;
	                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
	                o.uv = v.uv;
	                return o;
	            }
				//紋理
	            sampler2D _MainTex;
				//片段着色器
	            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
	            {
	                fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);//獲取紋理顏色值
	                return col;
	            }
	            ENDCG 
              }
 
       }
 
       //-----------備胎---------
       //當上面的所有SubShader在顯卡上都不能運行時，就會啓用最低價的Shader，如下：漫反射shader
       Fallback" Diffuse "
}

渲染狀態設置：
Shaderlab提供了一系列渲染狀態的設置指令,這些指令可以設置顯卡的各種狀態,例如是否開啓混合/深度測試等。
例如：ZWrite Off

標籤類型：
Sub Shader的標籤(Tags)是一個鍵值對( Key/Value Pair),它的鍵和值都是字符串類型。這些鍵值對是 Sub Shader和渲染引擎之間的溝通橋樑。
例如：Tags { "RenderType" = "Opaque" }