Unity shader 内置函数和变量
一、内置着色器变量
有关 include 文件更多信息,请参阅内置 include 文件。
1、变换
所有这些矩阵都是 float4x4
类型,并且是列主序的。
名称 | 值 |
UNITY_MATRIX_MVP | 当前模型 * 视图 * 投影矩阵。 |
UNITY_MATRIX_MV | 当前模型 * 视图矩阵。 |
UNITY_MATRIX_V | 当前视图矩阵。 |
UNITY_MATRIX_P | 当前投影矩阵。 |
UNITY_MATRIX_VP | 当前视图 * 投影矩阵。 |
UNITY_MATRIX_T_MV | 模型转置 * 视图矩阵。 |
UNITY_MATRIX_IT_MV | 模型逆转置 * 视图矩阵。 |
unity_ObjectToWorld | 当前模型矩阵。 |
unity_WorldToObject | 当前世界矩阵的逆矩阵。 |
2、摄像机和屏幕
这些变量将对应于正在渲染的摄像机。例如,在阴影贴图渲染中,它们仍将引用摄像机组件值,而不是用于阴影贴图投影的“虚拟摄像机”。
名称 | 类型 | 值 |
_WorldSpaceCameraPos | float3 | 摄像机的世界空间位置。 |
_ProjectionParams | float4 | x 是 1.0(如果当前使用翻转投影矩阵进行渲染,则为 –1.0),y 是摄像机的近平面,z 是摄像机的远平面,w 是远平面的倒数。 |
_ScreenParams | float4 | x 是摄像机目标纹理的宽度(以像素为单位),y 是摄像机目标纹理的高度(以像素为单位),z 是 1.0 + 1.0/宽度,w 为 1.0 + 1.0/高度。 |
_ZBufferParams | float4 | 用于线性化 Z 缓冲区值。x 是 (1-远/近),y 是 (远/近),z 是 (x/远),w 是 (y/远)。 |
unity_OrthoParams | float4 | x 是正交摄像机的宽度,y 是正交摄像机的高度,z 未使用,w 在摄像机为正交模式时是 1.0,而在摄像机为透视模式时是 0.0。 |
unity_CameraProjection | float4x4 | 摄像机的投影矩阵。 |
unity_CameraInvProjection | float4x4 | 摄像机投影矩阵的逆矩阵。 |
unity_CameraWorldClipPlanes[6] | float4 | 摄像机视锥体平面世界空间方程,按以下顺序:左、右、底、顶、近、远。 |
3、时间
时间以秒为单位,并由项目 Time 设置中的时间乘数 (Time multiplier) 进行缩放。没有内置变量可用于访问未缩放的时间。
名称 | 类型 | 值 |
_Time | float4 | 自关卡加载以来的时间 (t/20, t, t*2, t*3),用于将着色器中的内容动画化。 |
_SinTime | float4 | 时间正弦:(t/8, t/4, t/2, t)。 |
_CosTime | float4 | 时间余弦:(t/8, t/4, t/2, t)。 |
unity_DeltaTime | float4 | 增量时间:(dt, 1/dt, smoothDt, 1/smoothDt)。 |
4、光照
光源参数以不同的方式传递给着色器,具体取决于使用哪个渲染路径, 以及着色器中使用哪种光源模式通道标签。
前向渲染(ForwardBase
和 ForwardAdd
通道类型):
名称 | 类型 | 值 |
_LightColor0(在 UnityLightingCommon.cginc 中声明) | fixed4 | 光源颜色。 |
_WorldSpaceLightPos0 | float4 | 方向光:(世界空间方向,0)。其他光源:(世界空间位置,1)。 |
unity_WorldToLight(在 AutoLight.cginc 中声明) | float4x4 | 世界/光源矩阵。用于对剪影和衰减纹理进行采样。 |
unity_4LightPosX0、unity_4LightPosY0、unity_4LightPosZ0 | float4 | (仅限 ForwardBase 通道)前四个非重要点光源的世界空间位置。 |
unity_4LightAtten0 | float4 | (仅限 ForwardBase 通道)前四个非重要点光源的衰减因子。 |
unity_LightColor | half4[4] | (仅限 ForwardBase 通道)前四个非重要点光源的颜色。 |
unity_WorldToShadow | float4x4[4] | World-to-shadow matrices. One matrix for Spot Lights, up to four for directional light cascades. |
延迟着色和延迟光照,在光照通道着色器中使用(全部在 UnityDeferredLibrary.cginc 中声明):
名称 | 类型 | 值 |
_LightColor | float4 | 光源颜色。 |
unity_WorldToLight | float4x4 | 世界/光源矩阵。用于对剪影和衰减纹理进行采样。 |
unity_WorldToShadow | float4x4[4] | World-to-shadow matrices. One matrix for Spot Lights, up to four for directional light cascades. |
为 ForwardBase
、PrePassFinal
和 Deferred
通道类型设置了球谐函数系数 (由环境光和光照探针使用)。这些系数包含由世界空间法线求值的三阶 SH 函数(请参阅 UnityCG.cginc 中的 ShadeSH9
)。 这些变量都是 half4 类型、unity_SHAr
和类似名称。
顶点光照渲染(Vertex
通道类型):
最多可为 Vertex
通道类型设置 8 个光源;始终从最亮的光源开始排序。因此,如果您希望 一次渲染受两个光源影响的对象,可直接采用数组中前两个条目。如果影响对象 的光源数量少于 8,则其余光源的颜色将设置为黑色。
名称 | 类型 | 值 |
unity_LightColor | half4[8] | 光源颜色。 |
unity_LightPosition | float4[8] | View-space light positions. (-direction,0) for directional lights; (position,1) for Point or Spot Lights. |
unity_LightAtten | half4[8] | Light attenuation factors. x is cos(spotAngle/2) or –1 for non-Spot Lights; y is 1/cos(spotAngle/4) or 1 for non-Spot Lights; z is quadratic attenuation; w is squared light range. |
unity_SpotDirection | float4[8] | View-space Spot Lights positions; (0,0,1,0) for non-Spot Lights. |
5、光照贴图
名称 | 类型 | 值 |
unity_Lightmap | Texture2D | 包含光照贴图信息。 |
unity_LightmapST | float4[8] | 缩放 UV 信息并转换到正确的范围以对光照贴图纹理进行采样。 |
6、雾效和环境光
名称 | 类型 | 值 |
unity_AmbientSky | fixed4 | 梯度环境光照情况下的天空环境光照颜色。 |
unity_AmbientEquator | fixed4 | 梯度环境光照情况下的赤道环境光照颜色。 |
unity_AmbientGround | fixed4 | 梯度环境光照情况下的地面环境光照颜色。 |
UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT | fixed4 | 环境光照颜色(梯度环境情况下的天空颜色)。旧版变量。 |
unity_FogColor | fixed4 | 雾效颜色。 |
unity_FogParams | float4 | 用于雾效计算的参数:(density / sqrt(ln(2))、density / ln(2)、–1/(end-start) 和 end/(end-start))。x 对于 Exp2 雾模式很有用;_y_ 对于 Exp 模式很有用,_z_ 和 w 对于 Linear 模式很有用。 |
7、其他
名称 | 类型 | 值 |
unity_LODFade | float4 | 使用 LODGroup 时的细节级别淡入淡出。x 为淡入淡出(0 到 1),_y_ 为量化为 16 级的淡入淡出,_z_ 和 w 未使用。 |
_TextureSampleAdd | float4 | 根据所使用的纹理是 Alpha8 格式(值设置为 (1,1,1,0))还是不是该格式(值设置为 (0,0,0,0))由 Unity 仅针对 UI 自动设置。 |
二、特殊纹理属性
对于设置为着色器/材质属性的每个纹理,Unity 还会在其他矢量属性中设置一些额外信息。
1、纹理平铺和偏移:_ST
后缀
材质通常具有其纹理属性的 Tiling 和 Offset 字段。此信息将传递到着色器中的 float4 {TextureName}_ST
属性:
x
包含 X 平铺值y
包含 Y 平铺值z
包含 X 偏移值w
包含 Y 偏移值
例如,如果着色器包含名为 _MainTex
的纹理,则平铺信息将位于 _MainTex_ST
矢量中。
2、纹理大小:_TexelSize
后缀
{TextureName}_TexelSize
- float4 属性包含纹理大小信息:
x
包含 1.0/宽度y
包含 1.0/高度z
包含宽度w
包含高度
3、纹理 HDR 参数:_HDR
后缀
{TextureName}_HDR
- 一个 float4 属性,其中包含有关如何根据所使用的颜色空间解码潜在 HDR(例如 RGBM 编码)纹理的信息。请参阅 UnityCG.cginc 着色器 include 文件中的 DecodeHDR
函数。
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