珍蜗蜗

不断向前
posts - 23, comments - 5, trackbacks - 0, articles - 0

导航

[Unity Shader] 常用的数值类型和语义

Posted on 2017-08-11 17:39  珍蜗蜗  阅读(3923)  评论(0编辑  收藏

  书看到第八章,跟随写了一些例子,但有些数值类型的使用还是需要特别注意,经常需要查阅,在这里做一下总结。

 

1 ShaderLab属性类型和Cg变量类型的匹配关系

Color、Vector:float4,half4,fixed4

Range、Float:float, half, fixed

2D:sampler2D

3D:sampler3D

Cube:samplerCube

Int:int(32位整型数据)

注意:这些属性类型是在定义属性时使用,例如:

 1 Shader "Unlit/Test Shader"
 2 {
 3     Properties
 4     {
 5         _Color ("Color Tint", Color) = (1, 1, 1, 1)
 6         _MainTex ("Main Tex", 2D) = "white" {}
 7         _BumpMap ("Normal Map", 2D) = "bump" {}
 8         _BumpScale ("Bump Scale", Float) = 1.0
 9         _SpecularMask ("Specular Mask", 2D) = "white" {}
10         _SpecularScale ("Specular Scale", Float) = 1.0
11         _Specular ("Specular", Color) = (1, 1, 1, 1)
12         _Gloss ("Gloss", Range (8.0, 256.0)) = 20.0
13     }
14     SubShader{
15 Pass{
16 ......
17 } 18 }

 

2 Cg/HLSL常用的3种精度的数值类型

float: 32位存储,用在坐标、未归一化的矢量、uv、一些调整参数

half:16位存储,范围 -60000~60000

fixed:11位存储,范围-2.0~2.0,用于存储颜色、归一化后的矢量、在这个范围内的参数等

注意:uv不能用fixed存储,因为可能通过贴图的Tiling和Offset让其范围超过[0, 1]

 1             fixed4 _Color;
 2             sampler2D _MainTex;
 3             float4 _MainTex_ST;
 4             sampler2D _BumpMap;
 5             float _BumpScale;
 6             sampler2D _SpecularMask;
 7             float _SpecularScale;
 8             fixed4 _Specular;
 9             float _Gloss;
10 
11             struct a2v
12             {
13                 float4 vertex : POSITION;
14                 float3 normal : NORMAL;
15                 float4 tangent : TANGENT;
16                 float4 texcoord : TEXCOORD0;
17             };
18 
19             struct v2f
20             {
21                 float4 pos : SV_POSITION;
22                 float2 uv : TEXCOORD0;
23                 float3 lightDir : TEXCOORD1;
24                 float3 viewDir : TEXCOORD2;
25             };
26 
27             v2f vert (a2v v)
28             {
29                 v2f o;
30                 ......
31                 return o;
32             }
33 
34             fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
35             {
36                 ......       
37                 return fixed4(ambient + diffuse + specular, 1.0);
38             }

 

3 Unity Shader常用语义(寄存器)

就是上面这段代码中的标红部分。它代表了前面那个变量从哪里获得数据或者存储到哪里。

3.1 从应用阶段传递模型数据给顶点着色器时:

POSITION:模型空间中的顶点位置,通常是float4类型

NORMAL:顶点法线,通常是float3类型

TANGENT:顶点切线,通常是float4类型,第四个分量用于存储特殊数值

TEXCOORDn:顶点纹理坐标,通常是float2或float4类型。在Unity Model2和3中,n=8(Unity默认),在4和5中n=16.

COLOR:顶点颜色,通常是fixed4或float4类型

3.2 从顶点着色器传递给片元着色器时:

SV_POSITION:裁剪空间中的顶点坐标,结构体中必须包含一个用该语义的变量

COLOR0:输出第一组顶点颜色,不必需

COLOR1:输出第二组顶点颜色,不必需

TEXCOORD0~7:输出纹理坐标,不必需

3.3 片元着色器输出:

SV_Target: 输出值将会存储到渲染目标(render target)中

注意:一个语义可以使用的寄存器最多只能处理4个浮点值(float),因此对于4x4矩阵,需要拆分成4个float4类型的变量来存储矩阵数据

 

4 Unity Shader常用函数

  

float3 WorldSpaceViewDir(float4 v) //输入一个模型空间中的顶点位置,返回世界空间中从该点到摄像机的观察方向

float3 ObjSpaceViewDir(float4 v) //输入一个模型空间中的顶点位置,返回模型空间中从该点到摄像机的观察方向

float3 WorldSpaceLightDir(float4 v) //仅用于前向渲染中(ForwardBase),输入一个模型空间中的顶点位置,返回世界空间中从该点到光源的光照方向,没有被归一化

float3 UnityWorldSpaceLightDir(float4 v) //仅可用于前向渲染中,输入一个世界空间的顶点位置,返回世界空间从该点到光源的光照方向,没有被归一化

float3 ObjSpaceLightDir(float4 v) //仅用于前向渲染中(ForwardBase),输入一个模型空间中的顶点位置,返回模型空间中从该点到光源的光照方向,没有被归一化

float3 UnityObjectToWorldNormal(float3 norm) //把法线从模型空间转换到世界空间中

float3 UnityObjectToWorldDir(in float3 dir) //把方向矢量从模型空间转换到世界空间中

float3 UnityWorldToObjectDir(float3 dir) //把方向矢量从世界空间转换到模型空间中

float3 Shade4PointLights(...) //仅可用于前向渲染中,计算四个点光源的光照,它的参数是已经打包进矢量的光照数据。前向渲染通常会使用这个函数来计算逐顶点光照
--------------------- 
作者:honey199396 
来源:CSDN 
原文:https://blog.csdn.net/honey199396/article/details/54574254 
版权声明:本文为博主原创文章,转载请附上博文链接!

 

5 Unity Shader 变量

UNITY_MATRIX_MVP    //当前的模型*观察*投影矩阵,用于将顶点/方向矢量从模型空间转换到裁剪空间

UNITY_MATRIX_MV //当前的模型*观察矩阵,用于将顶点/方向矢量从模型空间转换到观察空间

UNITY_MATRIX_V  //当前的观察矩阵,用于将顶点/方向矢量从世界空间转换到观察空间

UNITY_MATRIX_P  //当前的投影矩阵,用于将顶点/方向矢量从观察空间转换到裁剪空间

UNITY_MATRIX_VP //当前的观察*投影矩阵,用于将顶点/方向矢量从世界空间转换到裁剪空间

UNITY_MATRIX_T_MV   //UNITY_MATRIX_MV的转置矩阵

UNITY_MATRIX_IT_MV  //UNITY_MATRIX_MV的逆转置矩阵,用于将发现从模型空间转换到观察空间,也可以用于得到UNITY_MATRIX_MV的逆矩阵

unity_ObjectToWorld(_Object2World)  //当前的模型矩阵,用于将顶点/方向矢量从模型空间变换到世界空间

unity_WorldToObject(_World2Object)  //用于将顶点/方向矢量从世界空间转换到模型空间
--------------------- 
作者:honey199396 
来源:CSDN 
原文:https://blog.csdn.net/honey199396/article/details/54574254 
版权声明:本文为博主原创文章,转载请附上博文链接!

 

6 Unity Shader 摄像机和屏幕参数

//该摄像机在世界空间中的位置
float3  _WorldSpaceCameraPos 

//x=1.0(或-1.0,如果正在使用一个翻转的投影矩阵进行渲染),y=Near,z=Far,w=1.0+1.0/Far,其中Near和Far分别是近裁剪平面和远裁剪平面到摄像机的距离
float4  _ProjectionParams    

//x=width,y=height,z=1.0+1.0/width,w=1.0+1.0/height,其中width和height分别是该摄像机的渲染目标(render target)的像素宽度和高度
float4  _ScreenParams   

 //x=1-Far/Near,y=Far/Near,z=x/Far,w=y/Far,该变量用于线性化Z缓存中的深度值
float4  _ZBufferParams 

//x=width,y=height,z没有定义,w=1.0(该摄像机是正交摄像机)或w=0.0(该摄像机是透视摄像机),其中width和height是正交投影摄像机的宽度和高度
float4  unity_OrthoParams   

//该摄像机的投影矩阵
float4x4  unity_CameraProjection    

//该摄像机的投影矩阵的逆矩阵
float4x4  unity_CameraInvProjection 

//该摄像机的6个裁剪平面在世界空间下的等式,按左、右、下、上、近、远裁剪平面
float4  unity_CameraWorldClipPlanes[6]   
--------------------- 
作者:honey199396 
来源:CSDN 
原文:https://blog.csdn.net/honey199396/article/details/54574254 
版权声明:本文为博主原创文章,转载请附上博文链接!