UnityShader编程入门教程

Shader编程是游戏图形学一个非常重要的方面, Unity作为业界主流的游戏引擎,也提供了灵活的Shader编程框架。本文将作为Unity Shader编程的入门教程,帮助读者快速掌握Unity Shader的基础知识和编写方法。

1. Shader基础知识

Shader是运行在GPU上的小程序,用于实时计算图像的颜色和光照等效果。Unity Shader基于Nvidia的Cg/HLSL语言编写。编译后的Shader程序被附加到材质和图像效果上,控制其视觉表现。

主要的Shader程序结构包括:

• 属性Variables:外部输入参数
• 结构体SubShader:指定渲染状态
• Pass:渲染调用的最小单元
• 核心函数:顶点/片元着色器计算

2. Unity ShaderLab语法

Unity Shader使用ShaderLab语言编写,后缀名为.shader。ShaderLab基于Cg/HLSL,同时增加了 Unity专用语法和结构。

常见语法示例:

• 属性定义:Properties { }
• 子着色器:SubShader { }
• 通道:Tags { "Queue" = "Geometry" }
• 渲染状态:CGPROGRAM...ENDCG
• 纹理采样:tex2D(纹理名, uv坐标)

3. 常见内置变量

Unity Shader编程可以使用一些预定义的内置变量,例如:

• _MainTex:主纹理贴图
• _Color:材质主色调
• _WorldSpaceCameraPos:世界空间相机位置
• _ScreenParams:屏幕宽高
• _Time:时间计数

利用内置变量可以大大简化编程工作。

4. 编写surface shader

Surface Shader是最常见的着色器类型,用来定义材质外观。典型编写步骤:

1. 定义属性Parameters
2. 填写SubShader结构
3. 制定标签Tags
4. 编写核心函数,计算颜色和光照
5. 结合内置变量和纹理采样

通过修改属性和核心函数,可以得到不同效果的材质。

5. 编写Vertex Shader

顶点着色器主要处理几何体顶点信息。关键是顶点函数Vertex Func。

典型操作:

• 计算顶点位置、法线等信息
• 进行顶点变形、位移改变
• 传递数据给片元着色器

修改顶点函数可以实现deform等效果。

总结

以上内容概括了Unity Shader编程的一些基础知识,包括Shader结构、ShaderLab语法、常用变量、Surface Shader编写和Vertex Shader编写等。希望本教程可以帮助大家快速上手Unity Shader编程,掌握使游戏图像更生动的技巧。