Vertex and Fragment Shader

Semantics语义词：
　　定义：GPU工作时，数据通常暂存在寄存器，那么在Cg中，语义词就指定了输入/输出数据和图形硬件寄存器之间的映射关系。
　　原理：根据输入语义，图形处理器从某个寄存器取数据；然后再将处理好的数据，根据输出语义，放到指定的寄存器。
　　　　  VS中绑定语义的输出数据会传递到PS中绑定相同语义的输入参数。
　　　　  语义只对VS和PS入口函数的输入/输出参数有意义，是VS/PS输入输出和寄存器之间的桥梁。
　　VS输入语义词：POSITION BLENDWEIGHT NORMAL TANGENT BINORMAL PSIZE BLENDINDICES TEXCOORD0-TEXCOORD7
　　VS输出语义：POSITION PSIZE FOG COLOR0-COLOR1 TEXCOORD0-TEXCOORD7
　　　　　　　　 VS的输出中必须包含POSITION语义变量，该值不能在PS中直接使用，它只被用于光栅化。
　　　　　　　　 VS的输出中的自定义数据可以使用TEXCOORD系列的语义词来表示。
　　PS输入语义词：除POSITION外，VS的输出语义，也是VP的输入语义
　　PS输出语义：通常只有一个输出COLOR，最终颜色值。

VS输入参数的定义：
　　VS的输入参数可以是通用类型appdata_base，也可以是自定义结构体，并在其中指定需要的参数。
　　[UnityGC.cginc]VS预定义输入参数：
　　　　appdata_base：包含顶点的position、normal、one texture coordinate
　　　　appdata_tan：包含顶点的position、tangent、normal、one texture coordinate
　　　　appdata_full：包含顶点的position、tangent、normal、tow texture coordinate、color
　　自定义输入结构示例：

　　struct vertexInput
　　{
    　　float4 vertex : POSITION;
    　　float4 texcoord0 : TEXCOORD0;
    　　fixed4 color : COLOR;
　　};

　　Unity中，顶点只能包含以下这些数据，所以自定义输入结构中的成员也必须在此范围内（具体类型可以不一样，比如fixed4 color）：
　　float4 vertex/float3 normal/float4 texcoord/float4 texcoord1/float4 tangent/float4 color
　　注意：其中没有副法向量binoraml，它可以通过noraml和tangent计算得出来，公式如下所示：

    // binormal的计算公式
    float3 binormal = cross( v.normal, v.tangent.xyz ) * v.tangent.w;

Cg访问属性定义：
　　Cg访问Properties块中定义的变量的方式：声明同名并匹配类型的变量。
　　　　Color/Vector --> float4/half4/fixed4
　　　　Range/Float --> float/half/fixed
　　　　2D --> sampler2D
　　　　3D --> sampler3D
　　　　Cube --> samplerCUBE
　　可以看下面的例子：
　　属性：

　　_MyColor ("Some Color", Color) = (,,,)
　　_MyVector ("Some Vector", Vector) = (,,,)
　　_MyFloat ("My float", Float) = 0.5
　　_MyTexture ("Texture", 2D) = "white" {}
　　_MyCubemap ("Cubemap", CUBE) = "" {} 

　　Cg变量：

　　fixed4 _MyColor; // low precision type is enough for colors
　　float4 _MyVector;
　　float _MyFloat;
　　sampler2D _MyTexture;
　　samplerCUBE _MyCubemap

　　shader中的Cg片段会被Unity编辑器编译成low-level shader assembly，并被包含在生成的版本的data files里面。因为Cg片段需要被预编译，所以不能在运行时动态创建Cg shader。
　　#pragma glsl_no_auto_normalization 当给移动平台编译GLSL时，不自动normalize法向量和切线向量。在IOS/Android平台，noramls和tangents会在vertex shader中自动noramize。
　　#pragma exclude_renderers d3d11 xbox360 在DX11和Xbox360平台上不渲染

常用预定义和Cg函数：
　　[Cg]采样2dtexture: tex2D(_MainTex, i.texcoord0);
　　[Cg]frac函数：取小数部分
　　[Cg]any函数：输入参数只要有其中一个不为0，则返回true
　　[Cg]saturate函数：如果小于0则返回0，如果大于1则返回1，否则返回原值
　　[Cg]语义词VPOS表示像素的屏幕坐标，至少需要支持target 3.0。
　　[UnityCG.cginc]_ScreenParam表示屏幕的宽和高。
　　[UnityCG.cginc]ComputeScreenPos(MVP_pos)该函数返回像素的屏幕坐标，不需要target 3.0的支持。

一些代码片段：

　　// 3D坐标转换到2D Window坐标
    return mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex); 

    // 计算像素的屏幕坐标 方法一
    vertOut vert(appdata_base v)
    {
        vertOut o;
        o.pos = mul (UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
        o.scrPos = ComputeScreenPos(o.pos);
        return o;
        // PS中转化[0-1]：float2 wcoord = (i.scrPos.xy/i.scrPos.w);
    }

    // 计算像素的屏幕坐标 方法二
    fixed4 frag(float4 sp:VPOS) : SV_Target
    {
        float2 wcoord = sp.xy/_ScreenParams.xy；
        ...
    }

    // 判断uv是否在[0-1]返回内，可用来做uv检查
    if (any(saturate(i.uv) - i.uv))
        ...