UnityShader基礎整理

Unity渲染管線基礎整理

渲染管線

管線流程圖

Unity Shader中的Tags

Queue：

Tag	value
Background	1000
Geometry	2000
AlphaTest	2450
Transparent	3000
Overlay	4000

相同Queue的物體，unity會根據物體與攝像機的距離來決定渲染順序

RenderType：

• Opaque: 用於大多數着色器（法線着色器、自發光着色器、反射着色器以及地形的着色器）。
• Transparent:用於半透明着色器（透明着色器、粒子着色器、字體着色器、地形額外通道的着色器）。
• TransparentCutout: 蒙皮透明着色器（Transparent Cutout，兩個通道的植被着色器）。
• Background: Skybox shaders. 天空盒着色器。
• Overlay: GUITexture, Halo, Flare shaders. 光暈着色器、閃光着色器。
• TreeOpaque: terrain engine tree bark. 地形引擎中的樹皮。
• TreeTransparentCutout: terrain engine tree leaves. 地形引擎中的樹葉。
• TreeBillboard: terrain engine billboarded trees. 地形引擎中的廣告牌樹。
• Grass: terrain engine grass. 地形引擎中的草。
• GrassBillboard: terrain engine billboarded grass. 地形引擎何中的廣告牌草。

IgnoreProjector
值爲”true”時，表示不接受Projector組件的投影

ForceNoShadowCasting
值爲”true”時，表示不接受陰影。

LightMode
對應PlayerSetting的或Camera中設置的RenderPath使用
Deferred Lighting 會準確如實地渲染光照和陰影，移動設備是不支持的。
Forward Rendering 是一種基於shader的渲染路徑。它支持每個像素的光照及平行光（directional light）的實時陰影
Vertex Lit 最低光照精確度的渲染路徑，不支持實時陰影

• ForwardBase 只對1個有效燈光執行一次
• ForwardAdd 對除了ForwardBase用的那個燈光外的所有有效燈光都執行1次，所以會被執行多次
• Always 永遠都渲染，但不處理光照
• ShadowCaster 渲染產生陰影的物體
• ShadowCollector 收集物體陰影到屏幕座標Buff裏

深度測試和深度緩衝區

ZBuff：深度緩衝

深度緩衝區

ZTest：深度測試

ZTest 可取值爲：

• Greater
• GEqual
• Less
• LEqual
• Equal
• NotEqual
• Always
• Never
• Off

默認是 LEqual，ZTest Off 等同於 ZTest Always。

ZWrite：深度寫入

ZWrite 可取值爲：On , Off，
默認是 On。

Alpha測試

AlphaTest

1.頂點或片元
clip (o.Alpha - _Cutoff);

2.固定管線

AlphaTest comparison AlphaValue

• Greater
• GEqual
• Less
• LEqual
• Equal
• NotEqual
• Always
• Never

混合

• Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha
  alpha blending
• Blend One OneMinusSrcAlpha
  premultiplied alpha blending
• Blend One One
  additive
• Blend SrcAlpha One
  additive blending
• Blend OneMinusDstColor One
  soft additive
• Blend DstColor Zero
  multiplicative
• Blend DstColor SrcColor
  2x multiplicative
• Blend Zero SrcAlpha
  multiplicative blending for attenuation by the fragment’s alpha

片段着色器中計算出來的顏色稱之爲 “源顏色”，幀緩存中對應的像素已經存在的顏色叫做“目標顏色”

混合公式
float4 result = SrcFactor * fragment_output + DstFactor * pixel_color;

• Zero
  0

• One
  1

• SrcColor
  源顏色

• SrcAlpha
  源alpha

• DstColor
  目標顏色

• DstAlpha
  目標Alpha

• OneMinusSrcColor
  (1-源顏色)

• OneMinusSrcAlpha
  (1-源Alpha)

• OneMinusDstColor
  (1-目標顏色)

• OneMinusDstAlpha
  (1-目標Alpha)

模版測試和模版緩衝區

在渲染的過程中，可以用模版緩衝區中的一個值與一個預先設定的參考值相比較，根據比較的結果來決定是否更新相應的像素點的顏色值。這個比較的過程被稱爲模板測試。模板測試發生在透明度測試（alpha test）之後，深度測試（depth test）之前。如果模板測試通過，則相應的像素點更新，否則不更新

stencil{  
    Ref referenceValue  //參考值
    ReadMask  readMask  
    WriteMask writeMask  
    Comp comparisonFunction  
    Pass stencilOperation  
    Fail stencilOperation  
    ZFail stencilOperation  
}  

stencil完整語法

測試公式

if（referenceValue&readMask comparisonFunction stencilBufferValue&readMask）
通過像素
else
拋棄像素

• comparisonFunction

comparisonFunction	通過測試條件
Greater	buffvalue > referenceValue
GEqual	buffvalue >= referenceValue
Less	buffvalue < referenceValue
LEqual	buffvalue <= referenceValue
Equal	buffvalue == referenceValue
NotEqual	buffvalue != referenceValue
Always	總是能
Never	總不能

* stencilOperation

stencilOperation	功能
Keep	buffvalue 不變
Zero	buffvalue 值變爲0
Replace	buffvalue = referenceValue
IncrSat	buffvalue ++ 超過255不溢出
DecrSat	buffvalue – 超過0不溢出
Invert	buffvalue 按位取反
IncrWrap	buffvalue ++ 超過255溢出爲0
DecrWrap	buffvalue – 超過0溢出爲255