Unity Shader编程入门教程

Unity Shader编程入门教程

Shader编程是使用Unity开发游戏的重要技能之一。本文将给出Unity Shader编程的入门教程,帮助游戏开发者快速上手Shader编写。

一、什么是Shader

Shader是运行在GPU上的小程序,用于计算模型的最终像素颜色并输出到屏幕上。Shader主要包括两部分:

1. 可编程的渲染管线阶段,如顶点、几何、光照计算等。

2. 属性参数,提供材质调整的接口。

通过编写Shader可以创建更酷炫的游戏图形效果。

二、Shader基本结构

Unity Shader通常包含三个主要部分:

1. ShaderLab代码:定义Shader属性参数。

2. 子着色器(SubShader):定义渲染管线步骤。

3. Pass:子着色器内可以包含多个Pass。

语法类似:

Shader "Custom/Basic" {

  Properties {
    _Color ("Tint", Color) = (0, 0, 0, 1)
  }

  SubShader {

    Pass {
      // 渲染管线代码
    }

  }

}

三、编写第一个Shader

我们来编写一个最简单的只输出基色的Shader:

Shader "Custom/Basic" {

  Properties {
    _Color ("Tint", Color) = (1, 1, 1, 1) 
  }

  SubShader {

    Pass {
      
      CGPROGRAM
      
      #pragma vertex vert
      #pragma fragment frag

      fixed4 _Color;

      struct vertexInput {
        float4 vertex : POSITION;
      };

      struct vertexOutput {
        float4 pos : SV_POSITION;
      };

      vertexOutput vert(vertexInput v) {
        vertexOutput o;
        o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
        return o;
      }

      fixed4 frag(vertexOutput i) : SV_TARGET {
        return _Color;
      }

      ENDCG
    }

  }

}

这定义了一个最简单的逐顶点着色器,简单应用颜色输出。

四、常用语法介绍

学习使用一些常用的语法可以制作更复杂的Shader:

- CGPROGRAM和ENDCG:标记HLSL代码部分。

- fixed和half:低精度数据类型。

- 函数语法:声明输入输出结构。

- 顶点输入属性:POSITION、NORMAL、TEXCOORD等。

- 顶点函数:定义顶点Shader代码。

- 片元函数:定义片元Shader代码。

- 语义:SV_POSITION、COLOR等,定义输入输出语义。

- 内置变量:如_WorldSpaceCameraPos访问相机位置。

掌握这些可以编写处理光照、纹理等效果的Shader。

五、通过练习逐步深入

Shader编程主要通过大量练习掌握。可以从修改内置Shader入手,然后尝试各种光照模型、纹理及图片处理效果等,逐步掌握各种语法,开发独特的Shader。需要投入时间逐步练习,以成为高手。