【Unity Shader学习笔记】Unity基础纹理-单张纹理
1 单张纹理
1.1 纹理
使用纹理映射(Texture Mapping)技术,我们把一张图片逐纹素(Texel)地控制模型的颜色。
美术人员建模时,会在建模软件中利用纹理展开技术把纹理映射坐标(Texture-Mapping Coordinates)存储在每个顶点上。纹理映射坐标定义了该顶点在纹理中的2D坐标。
纹理映射坐标通常是2维坐标(u,v)。也被称为UV坐标。(u为横向,v为纵向)
顶点UV坐标通常被归一化到(0, 1)范围内,但纹理采样的时候常常也有不在(0,1)范围内的坐标。
OpenGL中,纹理空间的原点位于左下角
DirectX中,纹理空间的原点位于左上角
导入纹理后,可以在材质面板调整其属性。如下图所示。

1.1.1 Texture Type
目前使用的是Default类型。未来法线纹理的学习中会使用Normal map类型。
1.1.2 Warp Mode
决定当纹理坐标超过(0,1)时纹理如何被平铺。
1、Repeat模式下,如果纹理坐标超过1,那么它的整数部分会被舍弃,直接取小数部分采样。结果是纹理会不断重复。

2、Clamp模式下,如果纹理大于一,会被截取到1;小于0,会被截取到0。

1.1.3 Filter Mode
决定纹理由于变换而产生拉伸时采用的滤波模式。影响放大或缩小纹理时得到的图片质量。
支持三种模式:(图片滤波效果依次提升,但性能耗费依次增大)
1、Point:
采用最近邻滤波(nearest neighbor),采样像素数量只有一个,有像素风格的效果。

2、Bilinear:
采用线性滤波,对于每个目标像素找到4个临近像素,对其进行线性插值混合后得到最终像素。

3、Trilinear:
与Bilinear几乎相同,只是会在多级渐远纹理之间进行混合。

纹理缩小的过程更加复杂一些,常用的技术是多级渐远处理技术(mipmapping)。
该技术将原纹理提前滤波处理成很多更小的图像,形成图形金字塔,每层都是上一层图像降采样的结果。当物体原理摄像机时,可以直接采用较小的纹理。但是,需要一定内存空间存储这些多级纹理,通常会多占用33%的内存空间。
勾选Generate Mip Maps选项以开启多级渐远纹理技术。

1.1.4 Max Size
Unity允许我们设置不同平台的最大分辨率,Unity会缩放保证纹理分辨率不超过最大分辨率。
导入的纹理可以是任意形状,但长宽的大小必须为2的幂。(2,4,8,16,32......)
如果不是2的幂,会占用更多内存空间,产生性能下降,有些平台甚至不支持这种纹理。
Unity会帮助我们在内部将其缩放为2的幂。
1.1.5 Format
决定Unity内部使用哪种模式存储纹理。精度越高,占用内存越大,但效果越好。
可以在面板最下方看到占用的内存空间。

1.2 实践
在Shader中使用纹理计算漫反射。
定义如下属性:
Properties
{
_Color ("Color Tint", Color) = (1,1,1,1)
_MainTex ("MainTex", 2D) = "white" {} //white是内置纹理的名字
_Specular ("Specular", Color) = (1, 1, 1, 1)
_Gloss ("Gloss", Range(8.0, 256)) = 20
}
属性块中声明了一个名为_MainTex的纹理。white是内置纹理的名字。
SubShader中的Pass语义块开头如下:
SubShader
{
Pass{
Tags{"LightMode" = "ForwardBase"}
CGPROGRAM
#include "Lighting.cginc"
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
fixed4 _Color;
sampler2D _MainTex;
float4 _MainTex_ST;// 纹理的偏移/缩放值
fixed4 _Specular;
float _Gloss;
_MainTex_ST的含义是纹理的偏移/缩放值。_MainTex_ST.xy存储缩放值,_MainTex_ST.zw存储偏移值。
接下来定义输入与输出结构体:
struct a2v{
float4 vertex : POSITION;
float3 normal : NORMAL;
float4 texcoord : TEXCOORD0;
};
struct v2f{
float4 pos : SV_POSITION;//裁剪空间下坐标
float3 worldNormal : TEXCOORD0;
float3 worldPos : TEXCOORD1;//世界空间下坐标
float2 uv : TEXCOORD2;//存储纹理坐标
};
a2v中的texcoord变量使用TEXCOORD0;语义,这样Unity会将模型的第一组纹理坐标存储在texcoord中。
定义顶点着色器:
v2f vert(a2v v)
{
v2f o;
o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;
o.uv = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex);//纹理坐标变换
//也可以这样写:o.uv = v.texcoord.xy * _MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw;
return o;
}
o.uv = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex);代码将顶点纹理坐标进行缩放变换。
编写片元着色器:
fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
{
//归一化
fixed3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);
fixed3 worldLightDir = normalize(UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos));
//使用材质计算漫反射颜色
fixed3 albedo = tex2D(_MainTex, i.uv).rgb * _Color.rgb;
fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz * albedo;
//使用Blinn-Phong模型计算高光反射
fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * albedo * max(0, dot(worldNormal, worldLightDir));
fixed3 viewDir = normalize(UnityWorldSpaceViewDir(i.worldPos));
fixed3 halfDir = normalize(worldLightDir + viewDir);
fixed3 specular = _LightColor0.rgb * _Specular.rgb * pow(max(0, dot(worldNormal, halfDir)), _Gloss);
return fixed4(ambient + diffuse + specular, 1.0);
}
ENDCG
首先把法线、光线方向归一化。
使用纹理计算漫反射颜色,计算漫反射光照。
最后使用Blinn-Phong模型计算高光反射。
输出ambient + diffuse + specular即可。
最终代码如下:
Shader "Unity Shader Book/Chapter7/SingleTexture"
{
Properties
{
_Color ("Color Tint", Color) = (1,1,1,1)
_MainTex ("MainTex", 2D) = "white" {} //white是内置纹理的名字
_Specular ("Specular", Color) = (1, 1, 1, 1)
_Gloss ("Gloss", Range(8.0, 256)) = 20
}
SubShader
{
Pass{
Tags{"LightMode" = "ForwardBase"}
CGPROGRAM
#include "Lighting.cginc"
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
fixed4 _Color;
sampler2D _MainTex;
float4 _MainTex_ST;// 纹理的偏移/缩放值
fixed4 _Specular;
float _Gloss;
struct a2v{
float4 vertex : POSITION;
float3 normal : NORMAL;
float4 texcoord : TEXCOORD0;
};
struct v2f{
float4 pos : SV_POSITION;//裁剪空间下坐标
float3 worldNormal : TEXCOORD0;
float3 worldPos : TEXCOORD1;//世界空间下坐标
float2 uv : TEXCOORD2;//存储纹理坐标
};
v2f vert(a2v v)
{
v2f o;
o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;
o.uv = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex);//纹理坐标变换
//也可以这样写:o.uv = v.texcoord.xy * _MainTex_ST.xy * _MainTex_ST.zw;
return o;
}
fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
{
//归一化
fixed3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);
fixed3 worldLightDir = normalize(UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos));
//使用材质计算漫反射颜色
fixed3 albedo = tex2D(_MainTex, i.uv).rgb * _Color.rgb;
fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz * albedo;
//使用Blinn-Phong模型计算高光反射
fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * albedo * max(0, dot(worldNormal, worldLightDir));
fixed3 viewDir = normalize(UnityWorldSpaceViewDir(i.worldPos));
fixed3 halfDir = normalize(worldLightDir + viewDir);
fixed3 specular = _LightColor0.rgb * _Specular.rgb * pow(max(0, dot(worldNormal, halfDir)), _Gloss);
return fixed4(ambient + diffuse + specular, 1.0);
}
ENDCG
}
}
FallBack "SPECULAR"
}
最终效果如下:

【Unity Shader学习笔记】Unity基础纹理-单张纹理的更多相关文章
- 【Unity Shader学习笔记】Unity基础纹理-法线贴图
1 高度纹理 使用一张纹理改变物体表面法线,为模型提供更多细节. 有两种主要方法: 1.高度映射:使用一张高度纹理(height map)来模拟表面位移(displacement).得到一个修改后的法 ...
- 【Unity Shader学习笔记】Unity基础纹理-渐变纹理
纹理可以用来存储任何表面属性. 可以通过使用渐变纹理来实现插画风格的渲染效果. 这项技术是由Valve公司提出的.Valve使用它来渲染游戏中具有插画风格的角色. 我们使用半兰伯特模型计算漫反射. 因 ...
- Unity Shader学习笔记-1
本篇文章是对Unity Shader入门精要的学习笔记,插图大部分来自冯乐乐女神的github 如果有什么说的不正确的请批评指正 目录 渲染流水线 流程图 Shader作用 屏幕映射 三角形遍历 两大 ...
- 【Unity Shader学习笔记】Unity光照基础-漫反射光照
本代码只适用于平行光. 1.逐顶点漫反射光照 1.1漫反射光照原理 1.2代码实现 在Properties语义块中声明一个漫反射颜色属性 Properties { //漫反射参数,用于调整漫反射效果 ...
- 【Unity Shader学习笔记】Unity光照基础-高光反射
1.原理 1.1.Phong模型 计算高光反射需要表面法线.视角方向.光源方向.反射方向等. 在这四个矢量中,我们实际上只需要知道其中3个矢量即可,而第4个矢量(反射方向r)可以通过其他信息计算得到: ...
- 【Unity Shader学习笔记】Unity光照基础-半兰伯特光照
在光照无法达到的区域,模型的外观通常是全黑的,没有任何明暗变化,这会使模型的背光区域看起来就像一个平面. 使用半兰伯特光照可以解决这个问题. 逐顶点光照技术也被称为兰伯特光照模型.因为它符合兰伯特定律 ...
- Unity Shader学习笔记 - 用UV动画实现沙滩上的泡沫
这个泡沫效果来自远古时代的Unity官方海岛Demo, 原效果直接复制3个材质球在js脚本中做UV动画偏移,这里尝试在shader中做动画并且一个pass中完成: // Upgrade NOTE: r ...
- Unity Shader 学习笔记(一)
_MainTex_ST (1)简单来说,TRANSFORM_TEX(tex,name) (tex.xy * name##_ST.xy + name##_ST.zw)主要作用是拿顶点的uv去和材质球的t ...
- unity shader学习笔记(1) shader基础结构以及Properties面板
首先是shader的基础结构: Shader "Custom/Example { Properties//变量属性面板 { } SubShader { Tags { "Render ...
随机推荐
- 将word文件转为excel文件
有些word文件里的数据是有顺序或者规律,想转成表格的形式,下面就以我要转的word为例. 我的word文件是这样的 1.word转txt(文本文件) 文件--->另存为--->路径--- ...
- Mybatis 多表实现多对多查询、添加操作
Mybatis 多表实现多对多查询.添加操作 学习内容: 1. 多对多之添加操作 1.1.需求 1.2.数据库表(多对多数据库设计需要设计中间表) 1.3.类设计 1.4.Mapper 接口和 Map ...
- 微信小程序列表拖动排序Demo
wxml页面编写 <view class="container"> <view bindtap="box" class="box&q ...
- 在react项目中使用redux-thunk,react-redux,redux;使用总结
先看是什么,再看怎么用: redux-thunk是一个redux的中间件,用来处理redux中的复杂逻辑,比如异步请求: redux-thunk中间件可以让action创建函数先不返回一个action ...
- Mysql_事务_存储过程_触发器
一.什么是事务? 事务(Transaction),一般是指要做的或所做的事情.在计算机术语中是指访问并可能更新数据库中各种数据项的一个程序执行单元(unit).事务通常由高级数据库操纵语言或编程语言( ...
- 不同标准下的C语言常量范围的默认类型的检测 (测试样例为C90与C99)
不同标准下的C语言常量范围的默认类型的检测 一.C90与C99标准下的不同常量范围的默认类型 C90标准下对不同常量范围默认类型的检测实现及运行结果: C99标准下对不同范围默认类型的检测实现 ...
- redis集群在线迁移第二篇(redis迁移后调整主从关系,停掉14机器上的所有从节点)-实战二
变更需求为: 1.调整主从关系,所有节点都调整到10.129.51.30机器上 2.停掉10.128.51.14上的所有redis,14机器关机 14机器下线迁移至新机房,这段时间将不能提供服务. 当 ...
- 《手把手教你》系列基础篇(八十五)-java+ selenium自动化测试-框架设计基础-TestNG自定义日志-下篇(详解教程)
1.简介 TestNG为日志记录和报告提供的不同选项.现在,宏哥讲解分享如何开始使用它们.首先,我们将编写一个示例程序,在该程序中我们将使用 ITestListener方法进行日志记录. 2.Test ...
- jni有关知识点总结
一.c/c++语言: 1.关于动态链接库的搜索问题: LIBRARY_PATH is used by gcc before compilation to search for directories ...
- SpringMVC基础原理
1.拦截所有请求到DispatcherServlet 2.去寻找映射器 3.根据处理器适配器处理业务,返回视图 4.视图解析器解析显示视图