Unity | Shader基础知识(第十三集:编写内置着色器阶段总结和表面着色器的补充介绍)

目录

前言

 一、表面着色器的补充介绍

二、案例viewDir详解

1.viewDir是什么

2.viewDir的作用

3.使用viewDir写shader


前言

注意观察的小伙伴会发现,这组教程前半部分我们在编写着色器的时候,用的是顶点着色器和片元着色器的组合。

SubShader
    {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert      //顶点着色器
            #pragma fragment frag    //片元着色器
 
            #include"UnityCG.cginc"
 
            //顶点着色器方法
            appdata_base vert(appdata_base v)
            {
            return v;
            }
             
            //片元着色器方法
            float4 frag(appdata_base v):SV_TARGET
            {
            }
            ENDCG
    }

最近的两个教程,用的是表面着色器

    SubShader
    {
        CGPROGRAM
        #pragma surface surf Standard
        //给表面着色器配的输入结构体
        struct Input
        {

        }; 
        //表面着色器
        void surf (Input IN, inout SurfaceOutputStandard o)
        {

        }
        ENDCG
    }

以上就是内置着色器最常用的两种自定义组合。


如果你还发现了,表面着色器会比顶点着色器用起来简单一点。

unity官方也是这么说的:表面着色器是一种代码生成方法,与使用低级顶点/像素着色器程序顶点/像素着色器程序相比,可以更轻松地编写光照着色器。


 一、表面着色器的补充介绍

前面写的表面着色器,都是从Unity的资源里拿东西,然后直接输出出去,其实,表面着色器本身,也提供了一些可以让你取用的数据。

以下是官方说明,我知道你们可能看不懂,你们可以随便逛逛,现在知道有这么个东西先。

        struct Input
        {
            float3 viewDir      //包含视图方向,用于计算视差效果、边缘光照等等。
            具有 COLOR 语义的 float4 - 包含插值的每顶点颜色。
            float4 screenPos    //包含反射或屏幕空间效果的屏幕空间位置。请注意,这不适合 GrabPass;您需要使用 ComputeGrabScreenPos 函数自己计算自定义 UV。
            float3 worldPos     //包含世界空间位置。
            float3 worldRefl    //在_表面着色器不写入 o.Normal_ 的情况下,包含世界反射矢量。有关示例,请参阅反光漫射 (Reflect-Diffuse) 着色器。
            float3 worldNormal  // 在_表面着色器不写入 o.Normal_ 的情况下,包含世界法线矢量。
            float3 worldRefl;   // INTERNAL_DATA - 在_表面着色器写入 o.Normal_ 的情况下,包含世界反射矢量。要获得基于每像素法线贴图的反射矢量,请使用 WorldReflectionVector (IN, o.Normal)。有关示例,请参阅反光凹凸 (Reflect-Bumped) 着色器。
            float3 worldNormal; // INTERNAL_DATA - 在_表面着色器写入 o.Normal_ 的情况下,包含世界法线矢量。要获得基于每像素法线贴图的法线矢量,请使用 WorldNormalVector (IN, o.Normal)。
        };

这里需要学到的知识点是,不同于顶点着色器需要用语义去获取数据,表面着色器当你创建了对应的Input结构体,就可以直接获取到一些数据。当你看见写“包含”,就说明,你满足他的条件以后,这个数就是直接有数据的,如果没有条件,就是写在Input里就直接有数据。

二、案例viewDir详解

这次就讲一个viewDir,这个比较常用。

数学知识部分,我就直接略过,如果没太懂,到时候查阅这文章就可以了。

Unity | Shader基础知识番外(向量数学知识速成)_shader 叉乘-CSDN博客


1.viewDir是什么

viewDir的直接翻译是视图直线,可以暂时理解为射到人眼中的向量(如图1所示)。

图1 反射光线

 图中的小女孩,如果把眼睛转个方向,就看不见书本了。眼睛看见的那个方向的向量,就是视图viewDir。

2.viewDir的作用

如果我们想写一个球,你面对它的时候才能看见它的颜色,否则看不见。(如图2所示)

图2 只有面对我们才能看见的图
3.使用viewDir写shader

 viewDir是一个向量,当它和法线向量点乘时:

答案>0 在该点的正对面

答案=0 和该点成90度

答案<0 和该点大于90度(在这个情况下,一般就是看不见了)

Shader "Custom/009"
{
    Properties
    {
    //放图片进入
    _MainTex("MainTex",2D)="white"{} 
    }

    SubShader
    {

    CGPROGRAM
    #pragma surface surf Lambert

    sampler2D _MainTex;

    struct Input
    {
        float2 uv_MainTex;
        //直接获取viewDir
        float3 viewDir;
    };

    void surf(Input IN,inout SurfaceOutput o)
    {
                    //点乘在shader里的写法
        half dotp =dot(IN.viewDir,o.Normal);
                                               //如果大于0才会显示颜色,否则是黑色
        o.Albedo =tex2D(_MainTex,IN.uv_MainTex).rgb*dotp;
    }

    ENDCG
    }
}

三、作者的话

shader系列暂时告一段落,如果有粉丝宝宝问,我也会更新相关内容,有粉丝建议我更新Dotween动画讲解,后面应该会写这一方面。

大家有什么建议可以评论,可以发私信,我会根据大家的意见去更新文章,非常感谢大家的喜爱。

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