Unity的shader帮助手册（一）

此教程将指引你如何建立自己的Shaders，让你的游戏场景看起来更好。Unity配备了强大 的阴影和材料的语言工具称为ShaderLab，以程式语言来看，它类似于CgFX和Direct3D的语法， 它不只纪录基本的端点或者映像点(vertex/pixel)资讯，也描述了材质所必要的一切资讯。 在unity材质检视器中可以看到Shaders的性质及多重shader(SubShaders)的描述，针对不同图 形硬件，每个描述也都完整的说明了图形硬件的彩现状态，fixed function pipeline如何设定、 vertex/ fragment programs如何作用。 Vertex and fragment程序可以使用高阶Cg程式语言或 低阶shader组合。 在这个教程中，我们将描述如何使用fixed function与programmable pipelines两种方式于 ShaderLab中撰写shaders，我们假设读者拥有基本的OpenGL或Direct3D彩现概念，并对cg有 fixed function与programmable pipelines的常识，HLSL或GLSL编程语言技术，一些Shader教 程与参考文件可于NVIDIA以及AMD的开发站上取得。 建立一个新的shader有两种方法，可以由菜单Assets->Create->Shader新增，或复制一个既有 的shader再进行编辑，新的shader可以透过双击来启动编辑画面(UniSciTE) 下面开始介绍一个基础的shader范例： Shader "Tutorial/Basic" {        Properties {            _Color ("Main Color", Color) = (1,0.5,0.5,1)        }        SubShader {            Pass {                Material {                    Diffuse [_Color]                }                Lighting On            }   着色器：开始 1      }   }  Shader "Tutorial/Basic" { Properties { _Color ("Main Color", Color) = (1,0.5,0.5,1) } SubShader { Pass { Material { Diffuse [_Color] } Lighting On } } } 这个shader范例只是众多shader中最基本的一个，它定义了一个颜色性质，名称为Main Color， 并指定了玫瑰色的效果(red=100% green=50% blue=50% alpha=100%)，在调用时会跳过 Diffuse的材质设定(_Color)并开启顶点光源。 要测试这个shader，你可以建立一个新的材质，并于Shader下拉菜单选择(Tutorial->Basic)， 再把这个新材质指定到物件上，拖拉材质检视器的颜色表并查看其变化。是时候研究更复杂的事情 了！ 假如你开启一个既有的复合shader，刚开始看可能会觉得有点难，在开始以前，我们将详细说明 unity内建的VertexLit shader。这个shader使用fixed function pipeline产生 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的per-vertex 照明。 Shader "VertexLit" { Properties { 2 _Color ("Main Color", Color) = (1,1,1,0.5) _SpecColor ("Spec Color", Color) = (1,1,1,1) _Emission ("Emmisive Color", Color) = (0,0,0,0) _Shininess ("Shininess", Range (0.01, 1)) = 0.7 _MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" { } } SubShader { Pass { Material { Diffuse [_Color] Ambient [_Color] Shininess [_Shininess] Specular [_SpecColor] Emission [_Emission] } Lighting On SeperateSpecular On SetTexture [_MainTex] { constantColor [_Color] Combine texture * primary DOUBLE, texture * constant } } } } Shader "VertexLit" { Properties { _Color ("Main Color", Color) = (1,1,1,0.5) _SpecColor ("Spec Color", Color) = (1,1,1,1) 3 _Emission ("Emmisive Color", Color) = (0,0,0,0) _Shininess ("Shininess", Range (0.01, 1)) = 0.7 _MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" { } } SubShader { Pass { Material { Diffuse [_Color] Ambient [_Color] Shininess [_Shininess] Specular [_SpecColor] Emission [_Emission] } Lighting On SeperateSpecular On SetTexture [_MainTex] { constantColor [_Color] Combine texture * primary DOUBLE, texture * constant } } } } 所有的shaders都必须以Shader作为开始，接着是这个shader的名称(例如：VertexLit)，这个名 称将会显示于检视器(Inspector)。所有的语法都必须放在{ }之内。 如果要把shaders放在unity的submenus下面，请使用斜线，例如：MyShaders/Test，你将会 看到有个submenu名为MyShaders，下面有个shader名为Test，或是像这样MyShaders->Test 在Properties block下面接着的是SubShader block，每个描述都在这个段落中 4 Properties properties位于shader block一开始的位置，你可以定义任何性质，这些性质将可在材质检视器中 编辑，在VertexLit的个范例中，properties block看起来像这样： properties block内的语法都是单行的，每一个性质描述都由内名称开始(例如：Color, MainTex)，在后方的括弧号中所显示的名字也会显示于inspector检视器上，在此之后，描述的是 该性质的预设值： 可用的性质类型请参考Properties Reference。预设值与性质有关，以color为例，预设值应该由 四个值组成。 现在我们已经定义了四个性质，可以开始撰写实际的shader了 在开始以前，先了解shader的结构是如何定义的。 不同的绘图卡有不同的能力，例如：有的绘图卡支援fragment programs但有些没有，有些可以 一次处理四个贴图?(four textures)其他的可能只能处理两个或一个，为了要符合所有用户的硬体需 求，一个shader可以包涵多个SubShaders，当unity在运算shader时，它将详细察看所有的 subshaders而且使用硬体可支持的第一个。 5 Shader "Structure Example" { Properties { /* ...shader properties... } SubShader { // ...subshader that uses vertex/fragment programs... } SubShader { // ...subshader that uses four textures per pass... } SubShader { // ...subshader that uses two textures per pass... } SubShader { // ...subshader that might look ugly but runs on anything : ) } } Shader "Structure Example" { Properties { /* ...shader properties... } SubShader { // ...subshader that uses vertex/fragment programs... } SubShader { // ...subshader that uses four textures per pass... } SubShader { // ...subshader that uses two textures per pass... } SubShader { // ...subshader that might look ugly but runs on anything : ) 6 } } 此系统提供unity可以支援现有所有的硬体并取得最佳的品质。它作到了，然而，结果是必须撰写 很长的shaders语法 在每一个SubShader block，你可以设定彩现途径的状态；并定义彩现途径本身。完整的 SubShader语法请参照SubShader Reference章节 每个subshader等于是一个途径集。要对几何物件进行彩现，至少一定要有一个途径，内定的 VertexLit shader里面仅有一个途径： view plaincopy to clipboardprint? // ...snip... Pass { Material { Diffuse [_Color] Ambient [_Color] Shininess [_Shininess] Specular [_SpecColor] Emission [_Emission] } Lighting On SeperateSpecular On SetTexture [_MainTex] { constantColor [_Color] Combine texture * primary DOUBLE, texture * constant } } // ...snip... // ...snip... 7 Pass { Material { Diffuse [_Color] Ambient [_Color] Shininess [_Shininess] Specular [_SpecColor] Emission [_Emission] } Lighting On SeperateSpecular On SetTexture [_MainTex] { constantColor [_Color] Combine texture * primary DOUBLE, texture * constant } } // ...snip... 通过指令可以定义一个特殊的方法，用来驱动绘图硬体彩现指定的几何物件 例如：上方语法中有一个Material block，定义了照明时所需要几项固定 参数 转速和进给参数表a氧化沟运行参数高温蒸汽处理医疗废物pid参数自整定算法口腔医院集中消毒供应 。而指令Lighting On用来开启该照明设备，而SeperateSpecular On则是启用Seperate作为特殊镜射效果。 到目前为止的所有命令，皆属于支援OpenGL/Direct3D技术硬体本身可使用的固定功能，您可以 参考OpenGL红皮书，可以找到更多相关资料。 下一个命令是SetTexture，这是个非常重要的命令，这个命令可以定义影像纹理如何混合、组合 以及如何运用于我们的彩现环境里，SetTexture通常跟随于纹理的属性名称之后(我们在这里使用 _MainTex )，接下来的combiner block也是定义纹理的应用方式，这个combiner block的命令会 在萤幕显示每一个被执行的动作。 在这个block内我们设定了一个颜色值，并命名为_Color，我们会在后面使用这个颜色 8 在下个命令，我们指定如何混合纹理以及颜色值。我们用Combine命令来混合其他纹理或颜色， 看起来像下面这样： Combine ColorPart, AlphaPart 在这里ColorPart与AlphaPart定义了混合的颜色(RGB)以及alpha值(A)个别的资料，假如 AlphaPart被省略了，那它将与ColorPart的资料作混合 在我们的VertexLit范例中： Combine texture * primary DOUBLE, texture * constant 这里的texture来源是当前的纹理(_MainTex)，它将与主要的颜色互相搭配(*)，主色为照明设备 的颜色，它是由Material计算出来的结果。最终是这两个倍增后的结果会增加照明强度. aplha值(在逗号以后)是由constantColor倍增而得的结果。另一个常用的混合模式称为previous (在这个shader未使用)，这是所有previous SetTexture的结果，并且可以用来混合多种纹理和颜 色。 9