Unity引擎是一个非常强大的支持跨平台开发的游戏引擎,基于Mono这个开源.Net的框架设计而成,在Unity中定义了ShaderLab来组织Shader的内容,针对不同平台进行编译。了解了Shader和Cg的一些基础知识之后,接下来我们要做的就是:学会如何在Unity中使用Cg编写Shader并实现一些简单的Shader效果。
Unity Shader:
说到底,Shader其实只是一段规定好输入(颜色,贴图等)和输出(渲染器能读懂的点和颜色的对应关系)的程序。那么,设计一个Shader的过程其实就是根据输入,进行计算变换从而产生输出而已。
1.分类:
在Unity中的Shader分为两类:
- 表面着色器(Surface Shader):已经为我们完成了大部分的工作,只需要简单的操作即可得到不错的效果;
- 片段着色器(Fragment Shader):可以自己设计出很多东西,因为可自行设置的内容更多,但也更加难写。使用片段着色器的目的是可以在更加底层进行更复杂(或者针对目标设备更高效)的开发。
2.Shader程序基本结构:
使用Unity中的框架来编写Shader程序,其实相对于其他游戏引擎要简单一些,在Cocos2d中还得从OpenGL层面开始编写逻辑,但是在Unity只需要往框架中填入需要控制的内容即可,一个Shader程序的基本结构如下图所示:
Created with Raphaël 2.1.0 Shader(着色器) Property Definition(属性定义) SubShader(子着色器:开始) Pass Pass ...... SubShader(子着色器:结束) Fallback(回滚)
- 首先,定义一些属性,用来指定代码将有哪些输入;
- 其次,会有一个或者多个子着色器,但是在实际运行中哪一个子着色器被使用是由运行的平台所决定的;
- 子着色器是代码的主体,每个子着色器包含一个或多个Pass;
- 最后指定一个回滚,用来处理所有Subshader都不能运行的情况(比如设备太老)。
执行着色时,平台选择最优先可以使用的子着色器,然后依次执行该子着色器中的Pass,然后输出结果。
3.Unity创建第一个Shader:
在Unity的Project面板中,右键
-Create
-Shader
,取名为Diffuse_Texture
,使用VS打开可以查看新建的Shader的内容如下所示:
Shader "Custom/Diffuse_Texture" {
Properties {
_MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" {}
}
SubShader {
Tags { "RenderType"="Opaque" }
LOD 200
CGPROGRAM
#pragma surface surf Lambert
sampler2D _MainTex;
struct Input {
float2 uv_MainTex;
};
void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
half4 c = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex);
o.Albedo = c.rgb;
o.Alpha = c.a;
}
ENDCG
}
FallBack "Diffuse"
}
接下来我们要做的,就是解析这个Shader中每一行的含义和作用,包括了属性、Tags、LOD、光照模型等。
参考链接:
- 了解Shader的基础知识:猫都能学会的Unity3D Shader入门指南(一)
- Unity官方关于Shader的一些资料:Materials, Shaders & Textures
- 了解Shader的机制:【Unity Shaders】初探Surface Shader背后的机制
推荐书籍:
- 《Unity Shader and Effect Cookbook》,中文版:《Unity着色器和屏幕特效开发秘笈》