[原]Unity3D深入浅出 - Shader基础开发

概述

简单来讲，shader是为渲染管线中的特定处理截断提供算法的一段代码。Shader是伴随着可编程渲染管线出现的，开发者可使用Shader对渲染过程加以控制，拥有更大的创作控件，因此Shader的出现可以看作是实时渲染技术的一次革命。

在现代主流3D引擎中，Shader已经无处不在，例如镜头景深，动态模糊，卡通渲染，以及各种特殊材质效果和光照效果等等。

Unity中所有的渲染都需要通过Shader来完成，开发者可以自己编写Shader，也可以使用Unity提供的内建Shader来完成各种画面效果。

内建Shader介绍

为了方便开发者使用，Unity3d已经提供超过60个的内建Shader，包括最简单的定点光照到高光、法线、反射等常见的材质效果。这些内建的Shader代码都可Unity3d官网中下载，开发者还可以基于这些代码开发出更多个性化的Shader。(内建Shader下载地址：http://unity3d.com/unity/download/archive )

内建Shader根据应用对象可分为如下几类：

• 普通(Normal Shader Family)：用于不透明的对象
• 透明(Transparent Shader Family)：用于透明对象
• 透明镂空效果(Transparent Cutout Shader Family)：用于包含完全透明部分的半透明对象
• 自发光(Self-Illumination Shader Family)：用于有发光效果的对象
• 反射(Reflective Shader Family)：用于能反射环境立方体贴图的不透明对象

Unity里的三种自定义Shader

尽管Unity3d提供了丰富的内建Shader，开允许也可自定义Shader。编写Shader需要对OpengGL或者Direct3D的渲染状态有基本的了解，以及一些关于固定功能管线、可编程管线、Cg/HLSL/GLSL编程语言的基础知识。在Nvidia和AMD的网站上可以找到很多这方面的资料。(Nvidia:https://developer.nvidia.com/，AMD:http://developer.amd.com/tools-and-sdks/)

在Unity中，开发者可以编写以下三种Shader：

• 表面着色器(Surface Shaders)：通常情况下开发者会用的Shader，可与灯光，阴影，投影器进行交互。表面着色器的抽象层次较高，可以容易地以简洁方式实现复杂的着色器效果。表面着色器以Cg/HLSL语言进行编写。
• 顶点和片段着色器(Vertex and fragment Shaders)：如果不需要与灯光进行交互，只想要图像的效果，可使用顶点和片段着色器，但需要编写更多的代码。同样是使用Cg/HLSL语言来编写。
• 固定功能管线着色器(Fixed Function Shaders)：如果项目运行在不支持可编程渲染管线的老旧硬件上，那么就需要编写这种Shder。以ShaderLab语言来编写，类似微软的Effects或者是Nvidia的CgFX。

使用哪种Shader需要根据项目需求，以及运行在的硬件平台来觉得，这三种Shader也可一起使用，以满足不同的需求，无论编写那种Shader，实际的Shader代码(比如Cg/HLSL代码)都需要嵌在ShaderLab(通道渲染命令)代码中，Unity需要通过ShaderLab代码来组织Shader的结构。

示例：

Shader "MyShader"{
    Properties{
        _MyTexture("My Texture",2D) = white {}
        //在这里定义Shader中使用的属性,例如颜色,向量,纹理
    }
    SubShader{
        //这里编写Shader的实现代码
        //包括表面着色器,顶点和片段着色器的Cg/HLSL代码
        //或者是固定功能管线着色器的ShaderLab代码

    }

  SubShader{
        //在这里实现简化版的备选Shader，用于在不支持高级Shader特性的老硬件上运行

    }

}

ShaderLab基础语法

此语言语法类此Cg语言，该语言能描述材质所需要的各种属性，可以很方便的通过编辑器的Inspector视图来查看和修改。具体参阅相关书籍。