一、Shader基础:3、两个最简单Shader(像素Shader和顶点Shader)

首先要了解的是Unity Shader编程针对的是GPU流水线那两个流程进行编程。


image.png

如上图,通常只是针对上面的两个红色流程进行编程。所以Unity Shader按渲染工位流程可分为顶点Shader和片源Shader(又叫像素Shader)。

// Upgrade NOTE: replaced 'mul(UNITY_MATRIX_MVP,*)' with 'UnityObjectToClipPos(*)'
Shader "Custom/MyShader" 
{
    // 绑定到编辑器上去, shader程序里面可以使用;
    Properties 
    {
        _Color ("Color", Color) = (1,1,1,1)
    }

    SubShader 
    {
        Pass 
        {
            CGPROGRAM // 插入我们的Cg代码段开始标志
            // 指定哪段代码是顶点shader,这里指定my_vertex为片元着色shader
            #pragma vertex my_vertex

            // : 语义说明,顶点处理器的输入数据是处于模型空间的顶点数据(位置、法向量),输出的是投影坐标和光照颜色
            //第一个POSITION语义绑定获得上一个工位的模型顶点坐标,并作为输入参数
            //第二个POSITION语义绑定,将运输后的模型顶点坐标流到下一个工位
            float4  my_vertex(float4 v : POSITION) : POSITION 
            {
                return UnityObjectToClipPos(v);
            }

            // 指定哪段代码是片元着色shader, 这里指定my_frag为片元着色shader
            #pragma fragment my_frag
            fixed4 _Color;
            fixed4 my_frag() : SV_Target
            {
                //return fixed4(1.0, 0, 0, 1.0);//返回固定的红色
                return _Color;//将属性的值作为屏幕像素输出值
            }

            ENDCG // 插入我们的Cg代码段结束标志
        }
    }

    FallBack "Diffuse"
}

在应用程序阶段把模型的顶点位置信息(float4 vertex:POSITION)传输到了几何阶段,然后在顶点着色器中利用UnityObjectToClipPos矩阵转换把模型顶点坐标从本地转换到齐次裁剪坐标中,并输出转换后的坐标(SV_POSITION)到光栅化阶段中,最后在光栅化的片元着色器中我们给所有像素都返回了一个颜色值_Color。如果想在应用程序阶段传递多个值,除了顶点位置还想传递顶点色、UV坐标等信息,同时现在从几何阶段的顶点着色器输出的只有顶点坐标(SV_POSITION),如果也想传递其它值到片元着色器中,这个时候就需要用到结构体(structure)了。改造后的代码如下:

// Upgrade NOTE: replaced 'mul(UNITY_MATRIX_MVP,*)' with 'UnityObjectToClipPos(*)'

Shader "Custom/MyShaderStruct" 
{
    // 绑定到编辑器上去, shader程序里面可以使用;
    Properties 
    {
        _Color ("Color", Color) = (1,1,1,1)
    }

    SubShader 
    {
        Pass 
        {
            CGPROGRAM // 插入我们的Cg代码段开始标志
            // 指定哪段代码是顶点shader,这里指定my_vertex为片元着色shader
            #pragma vertex my_vertex

            struct appdata
            {
                float4 vertex:POSITION;
            };

            
            struct v2f
            {
                float4 pos:SV_POSITION;
            };

            v2f  my_vertex(appdata v)
            {
                v2f o;
                o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                return o;
            }

            // 指定哪段代码是片元着色shader, 这里指定my_frag为片元着色shader
            #pragma fragment my_frag
            fixed4 _Color;
            fixed4 my_frag() : SV_Target
            {
                //return fixed4(1.0, 0, 0, 1.0);//返回固定的红色
                return _Color;//将属性的值作为屏幕像素输出值
            }

            ENDCG // 插入我们的Cg代码段结束标志
        }
    }
    FallBack "Diffuse"
}

如上是改造了使用了结构体后的代码,功能和前一个是一模一样的,但是这里的结构只是用了一个参数,没有使用我们所想要的多参数,那么再改一下,传递多个参数试试,代码如下:

// Upgrade NOTE: replaced 'mul(UNITY_MATRIX_MVP,*)' with 'UnityObjectToClipPos(*)'

Shader "Custom/MyShaderStruct" 
{
    // 绑定到编辑器上去, shader程序里面可以使用;
    Properties 
    {
        _Color ("Color", Color) = (1,1,1,1)
    }

    SubShader 
    {
        Pass 
        {
            CGPROGRAM // 插入我们的Cg代码段开始标志
            // 指定哪段代码是顶点shader,这里指定my_vertex为片元着色shader
            #pragma vertex my_vertex

            struct appdata
            {
                float4 vertex:POSITION;
                float2 uv:TEXCOORD;
            };
            
            struct v2f
            {
                float4 pos:SV_POSITION;
                float2 uv:TEXCOORD;
            };

            v2f  my_vertex(appdata v)
            {
                v2f o;
                o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = v.uv;
                return o;
            }

            // 指定哪段代码是片元着色shader, 这里指定my_frag为片元着色shader
            #pragma fragment my_frag
            fixed4 _Color;
            fixed4 my_frag(v2f i) : SV_Target
            {
                //return fixed4(1.0, 0, 0, 1.0);//返回固定的红色
                //return _Color;//将属性的值作为屏幕像素输出值
                return fixed4(i.uv, 0, 1);//暂时没用到_Color
            }

            ENDCG // 插入我们的Cg代码段结束标志
        }
    }

    FallBack "Diffuse"
}

但是这个Shader代码,并没有什么效果,下次尝试实现下顶点Shader实现水流波动效果。

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