Unity的三种shader形式

自己做个总结先。当然文中很多内容都是从各位大神的文档当中看的。我只是站在巨人的肩膀上。

      首先什么是shader？其实就是一个在显示屏当中的显示程序，俗称着色器。它可以定义物体在硬件显示屏当中的显示方式，例如物体颜色和表面贴图，光泽等。貌似3Dmax和maya都有相关的shader程序。本篇基于unity内部的shader总结。

      shader在unity的编程当中有3种，1.固定管式shader ；2.VF-shader； 3.surface shader 。

 

1.固定功能着色器（Fixed Function Shader）

 固定功能着色器是传统的Shader语法，用于非常简单的效果。建议编写可编程着色器，因为这样可以提供更大的灵活性。固定函数着色器完全用一种称为ShaderLab，在Unity内部，固定功能着色器最后会转换为顶点和片段着色器。

1. Properties 
   { 
      _Color ("Main Color", Color) = (1,0.5,0.5,1) 
   } 
   SubShader {
      Pass { 
        Material { 
           Diffuse [_Color] } 
           Lighting On 
                 } 
            } 
        }

可以看到它有固定的函数块Diffuse [_Color] } ，所以它是由基本的固定的渲染函数组成的，下面是Unity的VertexLit shader的示例

Shader "VertexLit" {
    Properties {
        _Color ("Main Color", Color) = (1,1,1,0.5)
        _SpecColor ("Spec Color", Color) = (1,1,1,1)
        _Emission ("Emmisive Color", Color) = (0,0,0,0)
        _Shininess ("Shininess", Range (0.01, 1)) = 0.7
        _MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" { }
    }

    SubShader {
        Pass {
            Material {
                Diffuse [_Color]
                Ambient [_Color]
                Shininess [_Shininess]
                Specular [_SpecColor]
                Emission [_Emission]
            }
            Lighting On
            SeparateSpecular On
            SetTexture [_MainTex] {
                constantColor [_Color]
                Combine texture * primary DOUBLE, texture * constant
            }
        }
    }
}

所有这些命令都非常直接映射到固定功能OpenGL / Direct3D硬件模型。更多的详细信息，请参阅OpenGL红皮书。

2.表面着色器（Surface Shader）-

需要受到灯光和阴影的影响。Surface Shaders使得以复杂的方式编写复杂的着色器变得容易 - 这是与Unity的照明管道交互的更高层次的抽象。大多数表面着色器自动支持前向和延迟照明。您可以在几行Cg / HLSL中编写Surface Shaders 。

如果您的着色器没有对灯光做任何事情，请不要使用Surface Shaders。对于后期处理效果或许多特殊效果着色器并不建议使用表面着色器，因为它们无缘无故地进行了大量的光照计算。建议初学者从这块学起。与灯光互动非常复杂。有不同的灯光类型，不同的阴影选项，不同的渲染路径（前向和延迟渲染），着色器应以某种方式处理所有复杂性。而surface shader简化了这些东西，你只要控制输出

struct SurfaceOutput
{
    fixed3 Albedo;  // diffuse color
    fixed3 Normal;  // tangent space normal, if written
    fixed3 Emission;
    half Specular;  // specular power in 0..1 range
    fixed Gloss;    // specular intensity
    fixed Alpha;    // alpha for transparencies
};

Unity5新出的物理材质表面的输出结构体
struct SurfaceOutputStandard
{
   fixed3 Albedo; // base (diffuse or specular) color
   fixed3 Normal; // tangent space normal, if written
   half3 Emission;
   half Metallic; // 0=non-metal, 1=metal
   half Smoothness; // 0=rough, 1=smooth
   half Occlusion; // occlusion (default 1)
   fixed Alpha; // alpha for transparencies
};
struct SurfaceOutputStandardSpecular
{
   fixed3 Albedo; // diffuse color
   fixed3 Specular; // specular color
   fixed3 Normal; // tangent space normal, if written
   half3 Emission;
   half Smoothness; // 0=rough, 1=smooth
   half Occlusion; // occlusion (default 1)
   fixed Alpha; // alpha for transparencies
};

 

 Surface Shader代码结构：

Properties
{}
 SubShader   
    {  
        //渲染类型为Opaque，不透明  
        Tags { "RenderType" = "Opaque" }  
  
        //-------------------开始CG着色器编程语言段-----------------  
        CGPROGRAM   //使用兰伯特光照模式  
        #pragma surface surf Lambert  
          
        //输入结构  
        struct Input   
        {            
        };  
void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o)  
        {            
        }  

3.顶点着色器&片段着色器 （Vertex Shader & Fragment Shader）

        如果您的着色器不需要与光照交互，或者如果您需要Surface Shaders无法处理的非常奇特的效果，则需要使用顶点和片段着色器。以这种方式编写的着色器程序是创建所需效果的最灵活方式（甚至表面着色器也会自动转换为一堆顶点和碎片着色器），但这需要付出代价：你必须编写更多的代码让它与照明互动。这些着色器也是用Cg / HLSL编写的。

编写顶点/片段程序需要全面了解3D变换，光照和坐标空间 - 因为必须自己重写内置于OpenGL的API的固定功能。！

基本结构：
Properties{
    } 
        Pass{
        Tags{ "LightMode" = "" }
        CGPROGRAM
        #pragma vertex vert      //#pragma vertex name告诉代码包含给定函数中的顶点程序（此处为vert）。
        #pragma fragment frag    //#pragma片段名称告诉代码包含给定函数中的片段程序（此处为frag）。

      #include "UnityCG.cginc"
        struct appdata_t {
         
            };
 
            struct v2f {
      
            };
              
            v2f vert(appdata_t v)
            {
               
            } 
 half4 frag(v2f i) : COLOR
            {
                
            }

本文只是初略研究shader，如有错误之处，欢迎大神指点。