Shader入门教程

注意：请完全不用去理会这些既定的参数是如何从模型 文件中获得的，因为这是程序自动完成的，我们只 需要关心，对他们进行什么样的处理就行了
形参定义
Fragment Shader 的形参结构体v2f，顾名思义就是vertex to fragment的意思，当 然这个名称是可以由你自己设定的
v2f的变量都是从vertex shader 函数输出的，并没有特定的格式，可完全由我们自 己来定义，
形参（SURFACE SHADER）
Surface shader的形参结构体Input可 以由以下参数构成：
uv_TextureName – 贴图坐标1（TextureName例如MainTex） uv2_TextureName – 贴图坐标2 float3 viewDir – 视点方向 float4 with COLOR semantic – 颜色 float4 screenPos – 屏幕坐标系中的点坐标 float3 worldPos – 世界坐标系中的点坐标 float3 worldRefl - 世界坐标系下的反射向量 float3 worldNormal - 世界坐标系下的法线 float3 worldRefl; INTERNAL_DATA float3 worldNormal; INTERNAL_DATA
2.增加一个变量与属性面 板对应，以便能够在程序 中使用
3.在Input结构体中增加这
2
个贴图通道的uv，但其实
你可以直接用uv_MainTex,
因为不论你定义成什么名
字，只要以uv_开头，都
3
是默认的第一套坐标
4.将贴图解释成颜色信息，
4
并代替原来的MainTex的
alpha通道，赋值给高光
属性
从哪里开始？到哪里结束？（VERTEX&FRAGMENT SHADER)
通der中，一般情况下，
习惯把高光贴图放到 _MainTex的Alpha通道内， 如左图
这样的确省了一张贴图，
但并不是我们所习惯的， 因此我们想把它提取出来， 为这个shader增加一个高 光通道的设置
通过简单的例子认识SHADER
1
1.为shader在u3d的属性面 板中增加一个贴图通道
2
1
注意：可能你看过很多没有光照模式函数的代码段，但那并 不意味着没有光照模式函数，打开 Unity\Editor\Data\CGIncludes文件夹中的Lighting.cginc文件， 你就会找到默认的Lambert和BlinnPhong两种光照模式函数了， 当然，你也可以找到surf函数中形参中的SurfaceOutput结构 体的定义，他是固定的，不可以自己定义
float4 texcoord1 UV2
float4 tangent 正切（用于法线贴图计算）
float4 color
顶点颜色
不过我们也可以不用自己定义，打开unity3d安装目 录下“Unity\Editor\Data\CGIncludes”文件夹中的 UnityCG.cginc文件，会看到如右图的一些定义 因此，我们只需要在程序中 #include “UnityCG.cginc”就可以使用已经定义好的形 参结构体
并不是所有定义的变量都有用，无论你如何定义，最终输出到屏幕上的仅有颜色 而已
试着写出你自己的第一个 HELLO SHADER吧
谢谢！
谢谢！
函数都要在此名称基础上加Lighting前缀）
CG语言段终点
执行顺序（SURFACE SHADER）
Shader程序的执行顺序：
1.执行surface shader 的入口函数，计算表 面颜色，返回给SurfaceOutput 结构体
2.执行光照模式函数，用surf函数返回的 SurfaceOutput参数计算高光颜色，最 终输出到屏幕中的3D物体表面
声明Vertex Shader的函数名称 声明Fragment Shader的函数名称
CG语言段起点
CG语言段终点
执行顺序（VERTEX&FRAGMENT SHADER)
Shader程序的执行顺序： 1.执行vertex shader，执行结果输出到屏
幕3D物体顶点，同时作为fragment shader的形参输入（如果有） 2.执行fragment shader，最终输出到屏幕 中的3D物体表面
光通道赋以绿色，结果中我们看到， 自发光是不受环境光影响的
至此，我们得出结论，shader其实只 不过是让一个物体表面以什么颜色显 示而已，就这么简单
从哪里开始？到哪里结束？（SURFACE SHADER）
CG语言段起点 文件头： #pragma surface surf SimpleLambert #pragma surface： 声明是surface shader surf：surface shader的入口函数名称定义 SimpleLambert：自定义的光照模式函数名称（实际的
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2 最终输出到画面
形参（VERTEX&FRAGMENT SHADER)
形参定义
以上图中所示的用于vertex shader的形参appdata结构体，可以有自己定义，但官方文档中有这样的解释
仅能用以下参数构成：
float4 vertex
顶点位置
float3 normal 顶点法线
float4 texcoord UV1
阴影 参考 无 U3d Reference 无 CG、HLSL 有 CG、HLSL
那些有可能是让你停下来的原因
➢ 学习shader是否需要知道复杂的GPU指令？ ➢完全不需要，最初的shader确实是采用类似汇编的GPU语言来编写，但经过多 年的进化，现在已经十分规范了。
➢ 学习shader是否要有非常专业的图形学和数学知识？ ➢这个可以有，当然越专业越好！但意思并不是说不懂图形学就不能写shader了， 即使做不到那么专业，你也可以学shader，就比方说你可能会C++，但是你不 一定要用它来写一套windows系统，但你完全可以用它做个计算器，仍然很管 用。
Shader入门教程
什么是SHADER
程序化着色器，最初的概念是采用一系列类似汇编语言的指令直接对GPU进行操作， 改变3D显示中的顶点、像素，做到一些特殊的效果
经过多年的发展，语言体系逐渐成熟，多家公司及机构开发了自己的语言标准， 目前我们常见的有以下几种：
语言
应用平台
开发商
HLSL CG GL GLES
directX directX OpenGL 手机等嵌入式设备
mircosoft Nvidia SGI Khronos
UNITY3D SHADER分类
语言 Fixed Function Shader Vertex&Fragment Shader Surface Shader
适用平台 PC、Mac、移动设备 PC、Mac PC、Mac
HELLO SHADER
这段程序做了最简单的事情：把一个物体 的表面颜色赋值成了红色。
当我们剔除shader当中的大部分，以最简单 的结构去看它的时候，你会发现，其实 shader就是一个函数，而这个函数所做 的事情，不过就是指定输出的颜色而已
HELLO SHADER
稍微做下更改，这次我们把输出的自发