Unity_图形学之_shader_学习笔记(二)
shader_学习笔记_shaderlab篇
/*
shader 属性的定义：
shader 属性的定义：
什么是材质球？
如:人的衣服，树表面的树皮。
什么是shader?
什么是shader?
决定材质跟光线的作用。
shader属性定义的通用格式：
shader属性定义的通用格式：
properties{property[Property] };
(注意属性定义得时候通常会加入下划线避免命名冲突，如_name);
1, 定义一个int:
_name("display name",Int)=number ；
// _name：变量的名字。通常以下划线开头避免命名冲突。
//display name :供外界 参考说明。
// int：表示变量类型。
// =number 表示默认值
1, 定义一个int:
_name("display name",Int)=number ；
// _name：变量的名字。通常以下划线开头避免命名冲突。
//display name :供外界 参考说明。
// int：表示变量类型。
// =number 表示默认值
2, 定义一个float:
_name ("display name", Float) = number
//跟int型同理
3, 定义一个range:
_name ("display name", Range (min, max)) = number
_name ("display name", Float) = number
//跟int型同理
3, 定义一个range:
_name ("display name", Range (min, max)) = number
//范围区间值
4, CubeMap: 有6个面的纹理，
5, 3D 纹理：1，它只能用script创建。 2，openGL 3.0及以上才支持。
(具体详见官方文档Unity Manual -> Graphics -> Meshes,Materials,Shaders And Textures下shader系列说明)
shader 1.0 :
a，渲染管线：顶点着色器 => 光栅化 => 片段着色器 => alpha 测试 => 模板测试 => 深度测试 => blend => Gbuffer => frontbuffer =>frame buffer =>显示器。
b，各个管线工作概述：
顶点着色器：
1，计算顶点的颜色。---可改变
2，顶点变换；---shader 1.0固定好的 无法编程。
3，灯光的作用；---可改变
c，旧版顶点灯光：(shader 1.0 灯光设置)
Pass
{
//Color(1,0,0,1) //设置颜色
Material //设置材质颜色
{
//Diffuse(0,0,1,1)
Diffuse[_TestColor]
}
{
//Diffuse(0,0,1,1)
Diffuse[_TestColor]
}
Lighting on
}
1，Color color ；将对象设置为纯色。颜色要么是括号中的四个RGBA值，要么是方括号中的颜色属性名称。
2，Material {Material Block}；材料块用于定义对象的材料属性。
3，Lighting On | Off ；为了使“材质”块中定义的设置生效，必须使用“ 照明打开”命令启用“照明” 。如果关闭照明，则直接从“ 颜色”命令中获取颜色。
4，SeparateSpecular On | Off ；此命令可将镜面光照添加到着色器通道的末尾，因此镜面光照不受纹理影响。仅在使用“ 点亮”时有效。
5，ColorMaterial AmbientAndDiffuse | Emission ；使每个顶点的颜色代替材料中设置的颜色。AmbientAndDiffuse替换材质的Ambient和Diffuse值；排放替代物料的排放值。
注：其中包含有关材料对光的反应方式的设置。这些属性中的任何一个都可以忽略，在这种情况下，它们默认为黑色（即无效）。
}
1，Color color ；将对象设置为纯色。颜色要么是括号中的四个RGBA值，要么是方括号中的颜色属性名称。
2，Material {Material Block}；材料块用于定义对象的材料属性。
3，Lighting On | Off ；为了使“材质”块中定义的设置生效，必须使用“ 照明打开”命令启用“照明” 。如果关闭照明，则直接从“ 颜色”命令中获取颜色。
4，SeparateSpecular On | Off ；此命令可将镜面光照添加到着色器通道的末尾，因此镜面光照不受纹理影响。仅在使用“ 点亮”时有效。
5，ColorMaterial AmbientAndDiffuse | Emission ；使每个顶点的颜色代替材料中设置的颜色。AmbientAndDiffuse替换材质的Ambient和Diffuse值；排放替代物料的排放值。
注：其中包含有关材料对光的反应方式的设置。这些属性中的任何一个都可以忽略，在这种情况下，它们默认为黑色（即无效）。
6，漫反射颜色：漫反射颜色分量。这是对象的基本颜色。
7，环境颜色：环境颜色分量。这是物体被物体击中时的颜色环境光
在照明窗口中设置。
在照明窗口中设置。
8，镜面颜色：对象的镜面反射高光的颜色。
9，光泽度数：高光的清晰度，介于0和1之间。0时，您会看到一个巨大的高光，看起来很像漫射照明； 1时，您会看到一个小斑点。
10，发射颜色：当物体没有被任何光线照射时的颜色。
11，shader 1.0(旧版)灯光计算公式：
公式: Ambient * Lighting Window’s Ambient Intensity setting + (Light Color * Diffuse + Light Color * Specular) + Emission
中文译：环境 * 照明窗口的环境强度设置 +（浅色* 漫反射 +浅色* 高光）+ 发射
Ambient: 环境光；
Diffuse: 漫反射；
Specular: 镜面反射；
Emission：自发光；
注：主要操作可看shaderlab文档。
d，旧版shader 1.0 纹理寻址原理：
一，贴纹理：
当大小和需要显示的区域不匹配怎么办？
1，纹理大小跟显示区域相等。
如：显示区域100*100 ；纹理 100*100 ；
2，纹理大于显示区域。
如；显示区域150*150 ；纹理 100*100 ；
3，纹理小于显示区域。
如：显示区域100*100 ；纹理 1024*512 ；
采用等比例映射：
UV:
point: 就近采样。
bilinear:就近周围4个像素的平均。
trilinear:取就近周围8个像素的平均。
shader 2.0:
shader 1.0 和 2.0的区别：
2.0可以实现编程；
相同点：
渲染管线一样；
渲染管线：顶点着色器 => 光栅化 => 片段着色器 => alpha 测试 => 模板测试 => 深度测试 => blend => Gbuffer => frontbuffer =>frame buffer =>显示器。
11，shader 1.0(旧版)灯光计算公式：
公式: Ambient * Lighting Window’s Ambient Intensity setting + (Light Color * Diffuse + Light Color * Specular) + Emission
中文译：环境 * 照明窗口的环境强度设置 +（浅色* 漫反射 +浅色* 高光）+ 发射
Ambient: 环境光；
Diffuse: 漫反射；
Specular: 镜面反射；
Emission：自发光；
注：主要操作可看shaderlab文档。
d，旧版shader 1.0 纹理寻址原理：
一，贴纹理：
当大小和需要显示的区域不匹配怎么办？
1，纹理大小跟显示区域相等。
如：显示区域100*100 ；纹理 100*100 ；
2，纹理大于显示区域。
如；显示区域150*150 ；纹理 100*100 ；
3，纹理小于显示区域。
如：显示区域100*100 ；纹理 1024*512 ；
采用等比例映射：
UV:
point: 就近采样。
bilinear:就近周围4个像素的平均。
trilinear:取就近周围8个像素的平均。
shader 2.0:
shader 1.0 和 2.0的区别：
2.0可以实现编程；
相同点：
渲染管线一样；
渲染管线：顶点着色器 => 光栅化 => 片段着色器 => alpha 测试 => 模板测试 => 深度测试 => blend => Gbuffer => frontbuffer =>frame buffer =>显示器。
#pragma vertex vert 定义一个顶点着色器的入口函数
#pragma fragment frag 定义一个片段着色器入口函数
Appdata从meshrender里面来的(参数)；
v2f vert(appdata v)
v2f: 顶点着色器的输出值，片段着色器的输入值。
语法定义：
(官方文档路径 Unity Manual -> Graphics -> Meshes,Materials,Shaders And Textures ->Writing Shaders -> shader Reference -> writing vertex and fragment shaders 下所有文档)
详见官方文档；writing vertex and fragment shaders 篇
对于Cg / HLSL 顶点程序， 网眼顶点数据作为输入传递到顶点着色器功能。每个输入都需要具有语义：例如，POSITION输入是顶点位置，并且NORMAL是顶点法线。
通常，顶点数据输入是在结构中声明的，而不是一一列出。在UnityCG.cginc包含文件中定义了几种常用的顶点结构，在大多数情况下，只需使用这些顶点结构就足够了。结构为：
appdata_base：位置，法线和一个纹理坐标。
appdata_tan：位置，切线，法线和一个纹理坐标。
appdata_full：位置，切线，法线，四个纹理坐标和颜色。
要访问不同的顶点数据，您需要自己声明顶点结构，或将输入参数添加到顶点着色器。顶点数据由Cg / HLSL 语义标识 ，并且必须来自以下列表：
POSITION是顶点位置，通常是a float3或float4。
NORMAL是顶点法线，通常是float3。
TEXCOORD0是所述第一UV坐标，典型地float2，float3或float4。
TEXCOORD1，TEXCOORD2并且TEXCOORD3是第2，第3和第4个UV坐标。
TANGENT是切线向量（用于法线贴图），通常为float4。
COLOR是每个顶点的颜色，通常是float4。
常用cg结构：(unity文件夹下 editor-> data -> cgIncludes -> unityCG)
struct appdata_base {
float4 vertex : POSITION;
float3 normal : NORMAL;
float4 texcoord : TEXCOORD0;
UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID
};
#pragma fragment frag 定义一个片段着色器入口函数
Appdata从meshrender里面来的(参数)；
v2f vert(appdata v)
v2f: 顶点着色器的输出值，片段着色器的输入值。
语法定义：
(官方文档路径 Unity Manual -> Graphics -> Meshes,Materials,Shaders And Textures ->Writing Shaders -> shader Reference -> writing vertex and fragment shaders 下所有文档)
详见官方文档；writing vertex and fragment shaders 篇
对于Cg / HLSL 顶点程序， 网眼顶点数据作为输入传递到顶点着色器功能。每个输入都需要具有语义：例如，POSITION输入是顶点位置，并且NORMAL是顶点法线。
通常，顶点数据输入是在结构中声明的，而不是一一列出。在UnityCG.cginc包含文件中定义了几种常用的顶点结构，在大多数情况下，只需使用这些顶点结构就足够了。结构为：
appdata_base：位置，法线和一个纹理坐标。
appdata_tan：位置，切线，法线和一个纹理坐标。
appdata_full：位置，切线，法线，四个纹理坐标和颜色。
要访问不同的顶点数据，您需要自己声明顶点结构，或将输入参数添加到顶点着色器。顶点数据由Cg / HLSL 语义标识 ，并且必须来自以下列表：
POSITION是顶点位置，通常是a float3或float4。
NORMAL是顶点法线，通常是float3。
TEXCOORD0是所述第一UV坐标，典型地float2，float3或float4。
TEXCOORD1，TEXCOORD2并且TEXCOORD3是第2，第3和第4个UV坐标。
TANGENT是切线向量（用于法线贴图），通常为float4。
COLOR是每个顶点的颜色，通常是float4。
常用cg结构：(unity文件夹下 editor-> data -> cgIncludes -> unityCG)
struct appdata_base {
float4 vertex : POSITION;
float3 normal : NORMAL;
float4 texcoord : TEXCOORD0;
UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID
};
struct appdata_tan {
float4 vertex : POSITION;
float4 tangent : TANGENT;
float3 normal : NORMAL;
float4 texcoord : TEXCOORD0;
UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID
};
float4 vertex : POSITION;
float4 tangent : TANGENT;
float3 normal : NORMAL;
float4 texcoord : TEXCOORD0;
UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID
};
struct appdata_full {
float4 vertex : POSITION;
float4 tangent : TANGENT;
float3 normal : NORMAL;
float4 texcoord : TEXCOORD0;
float4 texcoord1 : TEXCOORD1;
float4 texcoord2 : TEXCOORD2;
float4 texcoord3 : TEXCOORD3;
fixed4 color : COLOR;
UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID
};
顶点着色器：
1，计算顶点位置变换。
2，计算顶点的颜色。
unity3d里面的矩阵是左乘；
1，将物体坐标系变换到世界坐标系；
p(世界) = m(物体到世界的) * p (物体)
规律：3d变换，首先将物体坐标系变换到世界坐标系。
2，将世界坐标系变换到相机坐标系。
p(相机) = m(世界到相机) * p(世界)
结：(矩阵变换)
M ：物体坐标系变换到世界坐标系；
V ：世界坐标系变换到相机坐标系； --常用
P ：将3D坐标系转换成二维屏幕坐标系；
注意：shader2.0 的变量需要引用；
float4 vertex : POSITION;
float4 tangent : TANGENT;
float3 normal : NORMAL;
float4 texcoord : TEXCOORD0;
float4 texcoord1 : TEXCOORD1;
float4 texcoord2 : TEXCOORD2;
float4 texcoord3 : TEXCOORD3;
fixed4 color : COLOR;
UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID
};
顶点着色器：
1，计算顶点位置变换。
2，计算顶点的颜色。
unity3d里面的矩阵是左乘；
1，将物体坐标系变换到世界坐标系；
p(世界) = m(物体到世界的) * p (物体)
规律：3d变换，首先将物体坐标系变换到世界坐标系。
2，将世界坐标系变换到相机坐标系。
p(相机) = m(世界到相机) * p(世界)
结：(矩阵变换)
M ：物体坐标系变换到世界坐标系；
V ：世界坐标系变换到相机坐标系； --常用
P ：将3D坐标系转换成二维屏幕坐标系；
注意：shader2.0 的变量需要引用；
*/
