Vertex&Frag

一、Vertex&Frag

　　包含Vertex&Fragment 的Shader叫做顶点&像素着色器，在Vertex的功能函数中，我们侧重于几何计算，如纹理坐标，顶点坐标等；在Fragment 的功能函数中，我们侧重于计算最终的颜色值，如光照后的效果等，注意这里会对像素进行平滑插值。

二、Vertex&Frag 的结构

Shader "JQM/Test01"
{
	Properties
	{
	　　 ...
	}
	SubShader
	{
　　　　　　　...
	}
	SubShader
	{
　　　　　　　...
	}
	...
}

　　在第一行：Shader "JQM/Test01"，声明了着色器的名字和路径；然后在它的大括号内包含一个属性和多个SubShader；

　　

 

　　在Shader的计算中，每个Shader会根据计算机硬件系统自己的条件选择一个合适SubShader运行。每一个SubShader可以包含多个Pass通道，每一个Pass依次计算，多个Pass之间我们会采用混合技术来合理使用，这样可以制作更多的特效，在Pass中，就是具体的计算方法了，Vertex&Frag就在Pass中。

    SubShader
    {
        Pass
        {
            ...
        }
        Pass
        {
            ...
        }
        ...
    }

 

三、Properties {} 属性介绍

　　在Properties作用域中，包含着一些属性，如纹理、颜色浮点值等，以下是属性类型。但是要使用这些属性值，需要在CG块中声明一次。Unity 圣典属性

    Properties
    {
        _MyTexture ("Texture", 2D) = "white" {} //纹理
        _MyColor ("Some Color", Color) = (1,1,1,1) //颜色
        _MyVector ("Some Vector", Vector) = (0,0,0,0) //4维坐标
        _MyFloat ("My float", Float) = 0.5 //浮点
        _MyRange ("My Range", Range(0,1)) = 0.5 //浮点
        _MyCubemap ("Cubemap", CUBE) = "" {} //立方体纹理
    }

四、Pass {} 介绍　　

        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            
            #include "UnityCG.cginc"

            struct VertexOutput
            {
                float4 pos : SV_POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
                
            };

            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;
            
            VertexOutput vert (appdata_full v)
            {
                VertexOutput o;
                ...
                return o;
            }
            
            fixed4 frag (VertexOutput i) : COLOR
            {
                fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
                ...
                return col;
            }
            ENDCG
        }

　　在Pass中，CGPROGRAM...ENDCG里面，所有的功能代码，都在该区域内。在CGPROGRAM...ENDCG中，先声明顶点着色器vert和像素着色器frag，具体的计算在函数里面。然后是包含Unity的Cg头文件，一些内置变量在纹理里面。还定义了自己的结构体用于顶点着色器向像素着色器传递信息。如果要使用属性值，需要在该区域里面声明。

 

 五、完整例子解析 

如下图：先通过顶点着色器，计算模型的坐标和纹理，再传入像素着色器计算颜色值。

*注意

_MainTex_ST 和 TransForm_Tex 是对应关系，计算纹理坐标的偏移和平铺。

裁剪空间的范围是[-1,1],也就是在经过MVP矩阵后，o.pos.x/ o.pos.w 以及o.pos.y/ o.pos.w 的范围都是[-1,1] 故可以将裁剪空间坐标转换为 相对屏幕位置的uv坐标,如下o.uv = float2(( o.pos.x/o.pos.w+1)*0.5,(o.pos.y/o.pos.w+1)*0.5);

 

 

源代码：

Shader "JQM/VertexAndFrag"                                            //文件名和路径
{
    Properties                                                                        //属性
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
    }
    SubShader                                                                    
    {

        Pass
        {
            CGPROGRAM                                                        //Vertex&Frag 类型的shader 采用Cg语言
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            
            #include "UnityCG.cginc"

            sampler2D _MainTex;                                            //属性声明
            float4 _MainTex_ST;

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                float4 pos:SV_POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            
            v2f vert (appdata v)                                                //顶点程序        
            {
                v2f o;
                o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);        //模型视图投影矩阵，将模型坐标转到摄像机坐标，在投影到屏幕的坐标
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);            //计算UV和贴图之间的值
                return o;
            }
            
            fixed4 frag (v2f i) : COLOR                                        //片段程序，强制返回Color类型的颜色值
            {
                // sample the texture
                fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);                    //纹理采样
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

 

图像特效脚本