Shader的笔记
Shader
1.Shader(着色器)
最终目的在于生成或者是渲染一张二维纹理。
2渲染的流水线
应用阶段：把数据加载到显存；设置渲染状态；调用Draw Call。
3.GPU的流水线
顶点着色器：完全可编程的，实现顶点的空间变换、顶点着色等功能。
曲面细分着色器：可选的，用于细分图元。
几何着色器：可选，用于执行逐图元的着色操作，或者产生更多的图元。
裁剪：可配置的，将不在摄像机视野内的顶点裁剪掉，剔除某些三角图元的面片。
屏幕映射：不可配置和编程的，把图元的坐标转换到屏幕坐标系中。
三角设置与三角遍历：固定函数。
片元着色器：完全可编程的，实现逐片元的着色操作。
逐片元操作：不可编程，具有很高的可配置性，可以实现如修改颜色、深度缓冲、进行混合。
4.屏幕坐标系
5.减少Draw Call的开销
避免使用大量很小的网格。不可避免时，尽量想办法合并。
避免使用过多的材质。尽量不同的网格使用同一个材质。
6.固定渲染管线（固定函数的流水线）
7.Unity Shader模板
Standard Surface Shader：包含了标准光照模型的表面着色器模板。
Unlit Shader：产生一个不包含光照（包含雾效）的基本顶点/片元着色器
Image Effect Shader：实现各种屏幕的后处理效果
Compute Shader:产生一种特殊的Shader文件，利用GPU的并行来进行一些与常规渲染流水线无关的计算。
8.Shader的结构
1.Shader “Custom/MyShader”{ }
那么这个Unity Shader在材质面板的位置为：Shader->Custom->MyShader
2.属性：属性将会出现在材质面板上
定义：_属性名(“显示的名称”,类型)=默认值
Properties{
_Range(“Range”,Range(0.0,5.0))=3.0
}
3.SubShader(这种语义是因为不同的显卡具有不同的能力)
文件中可以包含多个SubShader语义块，但最少要有一个。
Unity加载Shader时会去扫描所有的SubShader语义块，选择第一个能执行的SubShader，都不支持，Unity就会使用Fallback语义指定的Unity Shader
定义：
SubShader{
[Tags] //标签（可选的）
[RenderSetup] //状态（可选的）
//这样设置标签和状态将会使用到所有Pass中
Pass{
//Pass的数目过多，会影响渲染的性能
}
}
状态设置：
注：如果不希望状态应用于所有的Pass中，可以将状态设置在单个的Pass中。
标签：键值对（都为字符串类型）
定义：Tags{“标签名1”=”值1” “标签名2”=”值2”}
Tags{“RenderType”=”Opaque”}
注：这些标签不能定义在Pass中。
Pass语义块：
Pass{
[Name]
[Tags]
[RenderType]
//其他代码
}
9.顶点/片元着色器
Shader “MyShader”{
SubShader{
Pass{
CGPROGRAM
#pragma Vertex vert
#pragma fragment frag
float4 vert(float4 v:POSITION) :SV_POSITION{
return UnityObjectToClipPos(v);
}
fixed4 frag() : SV_Target{
return fixed4(1.0,1.0,1.0,1.0);
}
ENDCG
}
}
}
编译指令表示：
#pragma vertex 函数名 //顶点着色器
#pragma fragment 函数名 //片元着色器
自定义结构体：
struct 结构体名称{
类型 变量名：语义；
类型 变量名：语义；
}；
顶点着色器是逐顶点调用的，片元着色器是逐片元调用的。
10.属性的使用
11.内置的包含文件(以.cginc结尾，使用时用#include指令将它包含进来)
在官方网站(http://unity3d.com/cn/get-unity/download/archive)上选择下载->内置着色器
Unity的应用程序中直接找CGIncludes，Unity的安装路径/Data/CGIncludes
CGIncludes：包含所有的内置包含文件
DefaultResources：包含了一些内置组件或功能所需的Unity Shader
DefaultResourcesExtra：包含了所有Unity中内置的Unity Shader
Editor：用于定义Unity引入的Standard所用的材质面板
12.语义
13.光的渲染
散射：只改变光线的方向，不改变光线的密度和颜色。
吸收：只改变光线的密度和颜色，不改变光线的方向。
高光反射部分：表示物体表面是如何反射光线的
漫反射部分：表示有多少光线会被折射、吸收和散射出表面。
BRDF光照模型：
自发光：用于描述当给定一个方向时，一个表面本身会向该方向发射多少辐射量。（注：当没有使用全局光照技术，这些自发光的表面并不会真的照亮周围的物体，而是它本身看起来更亮了而已。）
高光反射：用于描述当光线从光源照射到模型表面是，该表面会在完全镜面反射方向散射多少辐射量。
漫反射：用于描述当光线从光源照射到模型表面时，该表面会向每个方向散射多少辐射量。
环境光：用于描述其他所有的间接光照。