极端常用:

UnityObjectToClipPos(v.vertex);

最基本的顶点变换,模型空间 ==》裁剪空间

mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex);

顶点:模型空间 ==》世界空间,多用于顶点着色器

UnityObjectToWorldNormal(v.normal);

法线:模型空间 ==》世界空间,多用于顶点着色器,float3(归一化后fixed3)

UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos.xyz);

仅前向渲染,世界空间顶点位置 ==》世界空间光源方向,多用于片元着色器,一般会顺带归一化(fixed3)

UnityWorldSpaceViewDir(i.worldPos.xyz);

世界空间顶点位置 ==》世界空间视线方向,多用于片元着色器,一般会顺带归一化(fixed3)

P.S.一般[0,1]范围内的尽量用低精度fixed类型,如单位矢量,颜色等

Tags{"lightmode"="forwardbase"}(字符串不区分大小写,编译时会自动转为所有字母大写)

指示光照模型为前向渲染的基本模式

#include "UnityCG.cginc"(字符串不区分大小写,编译时会自动转为所有字母大写)

包含大量基本内置函数,宏等,一般自带

#include "lighting.cginc"(字符串不区分大小写,编译时会自动转为所有字母大写)

包含基本光照属性,如 _LightColor0

UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT(使用大写)

环境光,一般取前三个分量rgb(xyz);基本光照模型需要有环境光,漫反射,高光等

基本纹理&法线贴图:

TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);

基本纹理变换,用于顶点着色器,相当于v.uv*_MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw;(其中xy存缩放,zw存偏移,对应面板参数);_MainTex_ST需额外定义

tex2D(_MainTex, i.uv);

基本纹理采样,用于片元着色器;一般会定义染色属性并与之相乘得到反射率(albedo),反射率作为环境光和漫反射计算的因子

UnpackNormalWithScale(packedNormal, _BumpScale);

反映射法线贴图采样结果得到顶点空间中的法线方向,同时计算凹凸映射的缩放;packedNormal为法线贴图直接采样结果,_BumpScale为凹凸缩放值;法线贴图必须进行导入设置为Normal Map

UnityObjectToWorldDir(v.tangent.xyz);

方向(切线):模型空间 ==》世界空间,多用于顶点着色器

cross(worldNormal, worldTangent)*v.tangent.w

计算副法线,cross(,)两个向量叉积,用于得知两个坐标轴求第三个坐标轴朝向,w控制朝向的正负;知道三个朝向就可以构造变换矩阵了

TANGENT_SPACE_ROTATION

得到从模型空间到顶点空间的变换矩阵rotation,随后可直接进行如下计算,例如:

mul(rotation, ObjSpaceLightDir(v.vertex));

模型空间顶点位置 ==》模型空间光源方向==》顶点空间光源方向

mul(rotation, ObjSpaceViewDir(v.vertex));

模型空间顶点位置 ==》模型空间视线方向==》顶点空间视线方向

多光源&前向渲染&光照衰减:

Tags{"lightmode"="forwardbase"}(第一个Pass,全局性通用计算,只计算一次,不用开启混合)

Tags{"lightmode"="forwardadd"}(第二个Pass,根据光源数目不同可能多次计算,需开启混合)

前向渲染的两种标签,分别位于不同的两个Pass,指示每个Pass的光照模式

#pragma multi_compile_fwdbase

#pragma multi_compile_fwdadd

前向渲染的两种指令,只有每个Pass配置正确指令才可能得到正确的光照变量,如光照衰减值

UNITY_LIGHT_ATTENUATION(atten, i, i.worldPos.xyz);

用于第二个Pass分别计算每个光源的衰减,atten为输出的衰减值,i为片元着色器的输入结构体,其内部数学运算根据各个光照的类型不同复杂度不一,具体可参考:https://github.com/candycat1992/Unity_Shaders_Book/issues/47

接收投影:

SHADOW_COORDS(idx)

声明阴影纹理采样的坐标,用于顶点着色器输出结构体,idx为下一个可用插值寄存器(TEXCOORD)的索引值

TRANSFER_SHADOW(o);

用于在顶点着色器中计算阴影纹理坐标,并输出到结构体中,o为输出的结构体;

因为这个宏中使用了v.vertex和a.pos,故须保证:1.顶点着色器的输入结构体名为v;2.输入结构体中顶点变量名为vertex;3.输出结构体中顶点变量名为pos

SHADOW_ATTENUATION(i);

用于在片元着色器中通过阴影纹理采样的坐标计算阴影值,i为输入的结构体

#include "AutoLight.cginc"

包含计算阴影所用的宏,例如上述三种

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