UnityShader与材质

Unity Shader定义了渲染所需的各种代码（如片元着色器，顶点着色器），属性（如使用了哪些纹理）和指令（渲染和标签设置），而材质允许我们调节这些属性，并将最终结果赋给对应的模型。

Unity中四种Shader模板

• Standard Surface Shader
  包含了标准光照模型的表面着色器模板，是一种基于物理的着色器系统，以模拟真实的方式模拟材质和灯光的关系，可以轻松的表现出各种金属反光效果。

• Unlit Shader
  基于顶点片段着色器，不受光照影响，包含雾效的基本顶点/片元着色器，多用于特效，UI特效的制作。

• Image Effect Shader
  也是顶点片段着色器，只不过是为实现各种屏幕后处理效果提供的一个基本模板。

• Compute Shader
  是运行在显卡上的一段程序，独立于常规渲染管线，可以直接将GPU作为并行处理器加以利用，使GPU不仅具备3D渲染能力，也有其他运算能力。

Unity Shader结构

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Shader "Custom/TestShader"
{
    // 可以将属性暴露在Inspector面板
    Properties
    {
        //属性
    }

    // unity会根据目标平台从下面的SubShader中选择一个合适的运行
    SubShader
    {
        //显卡A的SubShader
    }
    SubShader
    {
        //显卡B的SubShader
    }
    
    // 上面所有SubShader都不支持的话就用下面的Diffuse备用
    FallBack "Diffuse"
    CustomEditor "EditorName"
}

Shader名称

shader文件的第一行设置Shader的名字，如上面的Shader的名字是：”Custom/TestShader”.如果把路径名称放在Hidden下面的话，比如：
Shader “Hidden/TestShader”
则表示在材质面板中隐藏此Shader,将无法通过材质下拉列表中找到它。这在做一些不需暴露的Shader时很有用处，可以使Shader下拉列表更精简整洁。

属性(Properties)

Properties语句块的作用仅仅是为了让这些属性可以出现在材质面板上。

Properties结构

• _Name 变量名，必须以下划线开头
• display name 显示在材质面板上的名称
• PropertiesType 变量类型
• DefaultValue 默认值

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  Properties{ _Name("display name",PropertiesType) = DefaultValue }

属性类型

效果图

SubShader

每个Unity Shader最少包含1个SubShader块。当Unity需要加载当前Shader时会扫描所有的SubShader块，找到一个能在目标平台运行的SubShader,如果都不支持的话，会使用FallBack中指定的Unity Shader.

SubShader结构

Subshader中定义了可选的Tags,RenderSetup(状态)，和一系列的Pass,每个Pass中都定义了一次完整的渲染流程，所以Pass数目过多会导致渲染性能下降，要减少使用Pass.

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SubShader
{
    Tags { "RenderType"="Opaque" }
    Pass{
    }
}

Tags

SubShader的Tags是一个键值对，键和值都是字符串类型。这些键值对用来告诉Unity渲染引擎：SubShader希望怎样以及合适渲染这个对象。标签类型表如下：

• Queue 渲染队列，指定对象什么时候渲染，值有：
  1. Background（值为1000，此队列最先渲染）
  2. Geometry（值为2000，通常用于不透明物体）
  3. AlphaTest （值为2450）
  4. Transparent（值为3000，常用于半透明对象）
  5. Overlay（值为4000，常用于叠加效果）
• RenderType
• DisableBatching
• ForceNoShadowCasting
• IgnoreProjector
• CanUseSpriteAtlas 是否可用于精灵(Sprites)打包图集，bool类型
• PreviewType 指明在材质面板如何预览该材质。材质的默认预览时个球形，可以设置为其他类型，如”Plane”,”SkyBox”

RenderSetup

Pass块

Fallback

跟在SubShader最后面。作用是当上面所有SubShader都不能在当前显卡运行的话，就运行这个Shader吧。当然课可以通过Fallback off关闭Fallback,意思是当所有SubShader都不能用时，就不管它了，直接跳过。

CustomEditor

自定义界面,与功能无关，暂时不管。

Shader和材质球的关系

1. 一个Shader可以与无数个材质球关联，一个材质球同一时刻只能有一个shader。
2. 材质球可以赋予到模型，shader不行。
3. 材质球如同shader的实例，每个材质球不同参数可以呈现不同的效果，修改shader时，对应所有关联的材质球都会发生变化。

大佬提供的学习建议(taecg)

1. Unlit Shader,这是最基本也是最简单的模版，通过学习它了解顶点片断着色器的基本构成，以及对Shader有初步的认识。

2. 利用顶点片断着色器做一些简单案例，比如一些游戏内常用的效果，与此同时深入学习Shader语法，以及用到的相关数学运算符。

3. 尝试优化你的Shader，提升美术效果，减少变体数，减少运算量。

4. 读一读渲染管线的书，加深对Shader理解的宽度与高度。

5. 开始接触光照模型，了解Surface Shader。

6. 各种光照算法研究一通。。。。顺便复习下数学。。。

7. 屏幕后处理Shader

8. Compute Shader

9. 各种实例制作，不断强化美感、图形学以及数学。