Unity中的3种着色器
Unity Shader文件可以做很多事情&＃xff0c;最重要的还是指定各种着色器所需的代码。在Unity中&＃xff0c;我们可以使用以下三种形式来编写Unity Shader。不管使用哪种形式&＃xff0c;真正意义上的shader代码都需要包含在shaderLab语义块中。如下&＃xff1a;
Shader "MyShader"{Properties{//所需各种属性
}SubShader{//真正意义上的Shader代码会出现在这里//表面着色器&＃xff08;Surface Shader&＃xff09;或者//顶点/片元着色器&＃xff08;Vertex/Fragment Shader&＃xff09;或者//固定函数着色器&＃xff08;Fixed Function Shader&＃xff09;
}SubShader{//和上一个SubShader类似
}
}
1.表面着色器&＃xff08;Surface Shader&＃xff09;
表面着色器是Unity自己创造的一种着色器代码类型。
- 特点&＃xff1a;
- 简单所需代码较少
- 渲染代价较大
它的本质和顶点/片元着色器一样&＃xff0c;表面着色器继承了顶点/片元着色器&＃xff0c;Unity在运行表面着色器时&＃xff0c;会将它转换为顶点/片元着色器。它的价值在于&＃xff0c;我们可以使用许多Unity为我们处理好的光照细节。
一个简单的表面着色器代码如下&＃xff1a;
Shader "Custom/Simple Surface Shader" {SubShader {Tags { "RenderType"&＃61;"Opaque" }CGPROGRAM//开始使用Cg/HLSL编写#pragma surface surf Lambertstruct Input {float4 color:COLOR;};void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) { o.Alpha &＃61; 1;}ENDCG//结束
}FallBack "Diffuse"
}
着色器被定义在SubShader语义块中CGPROGRAM和ENDCG之间&＃xff0c;而非Pass语义块&＃xff0c;原因是开发者不需要关心使用多少个Pass&＃xff0c;如何使用Pass&＃xff0c;Unity会做好这一切。这部分代码是用Cg/HLSL编写的&＃xff0c;语法虽然一样&＃xff0c;但是并不是标准的Cg/HLSL。
2、顶点/片元着色器&＃xff08;Vertex/Fragment Shader&＃xff09;
在Unity中我们可以使用Cg/HLSL语言来编写顶点/片元着色器&＃xff0c;与表面着色器相比它更加复杂&＃xff0c;但灵活性更强。
Shader "Custom/VertexFragment Shader"
{SubShader{Pass//在Pass语义块内编写
{CGPROGRAM//开始#pragma vertex vert#pragma fragment fragfloat4 vert (float4 v:POSITION) :SV_POSITION{return mul (UNITY_MATRIX_MVP,v);}fixed4 frag () : SV_Target{return fixed4(1.0,0.0,0.0,1.0);}ENDCG//结束
}}
}
顶点/片元着色器的代码也需要定义在CGPROGRAM和ENDCG之间&＃xff0c;与表面着色器不同的是&＃xff0c;顶点/片元着色器是写在Pass语义块里&＃xff0c;而非SubShader内。原因是我们需要自己定义每个Pass需要使用的Shader代码&＃xff0c;使其更加灵活&＃xff0c;更好的控制渲染的实现细节。
3、固定函数着色器&＃xff08;Fixed Function Shader&＃xff09;&＃xff08;已抛弃&＃xff09;
上述两种Unity Shader都使用了可编程管线。对一些较旧的设备&＃xff08;如GPU仅支持DirectX 7.0、OpenGL 1.5或OpenGL ES 1.1&＃xff09;例如iPhone3&＃xff0c;他们并不支持可编程管线着色器&＃xff0c;这时候我们就需要使用固定函数着色器来完成渲染。一个非常简单的固定函数着色器示例代码&＃xff1a;
Shader "Tuorial/Basic"{Properties{_Color("Main Color",Color) &＃61; (1,0.5,0.5,1)}SubShader{Pass{Material{Diffuse [_Color]}Lighting On}}
}
固定函数着色器的代码被定义在Pass语义块中&＃xff0c;这些代码相当于Pass中一些的渲染设置。
对于固定函数着色器来说&＃xff0c;我们需要完全使用ShaderLab的渲染设置命令来进行编写&＃xff0c;而非使用Cg/HLSL。现在大多数GPU都支持可编程的渲染管线&＃xff0c;渐渐被抛弃使用。Unity5.2之后的固定着色器&＃xff0c;其实都被Unity编译成顶点/片元着色器&＃xff0c;真正的固定函数着色器已经不存在了。
Unity Shader 的本质
Unity Shader并不是真正的Shader&＃xff0c;它实质上就是一个ShaderLab文件&＃xff0c;硬盘上以.shader结尾作为后缀的文件&＃xff0c;但是ShaderLab可以做的事情远远多于传统意义上的shader。
但是UnityShader被高度封装&＃xff0c;部分Shader类型和语法被限制&＃xff0c;如曲面细分着色器&＃xff0c;几何着色器等。可以说&＃xff0c;Unity Shader提供了一种同时控制多渲染流水线的方法&＃xff0c;不仅仅是封装部分Shader。我们在使用时不需要关注太多的渲染引擎底层的实现细节。
UnityShader是用ShaderLab编写的&＃xff0c;对于表面着色器和顶点/片元着色器&＃xff0c;我们可以在ShaderLab里嵌套Cg/HLSL语言编写着色器代码&＃xff0c;这些Cg/HLSL代码嵌套在CGPROGRAM和ENDCG之间。Cg和DX9风格的HLSL从写法上很像几乎是同一种语言&＃xff0c;因此Unity里Cg和HLSL几乎等价。通常Cg代码块是位于Pass语义块内。
Pass{CGPROGRAM//编译指令例如#pragma vertex vert#pragma fragment frag//Cg代码
ENDCG//其他设置
}
前面说过在表面着色器中&＃xff0c;Cg/HLSL代码是在SubShader语义块中&＃xff0c;这里有点矛盾。但是不要忘记&＃xff0c;表面着色器继承了顶点/片元着色器&＃xff0c;Unity在运行表面着色器时&＃xff0c;会将它转换为一个包含多个Pass的顶点/片元着色器。我们可以通过show generated code按钮来进行查看生成的真正的顶点/片元着色器。
所以说UnityShader只有两种形式&＃xff1a;顶点/片元着色器和固定函数着色器。但是Unity5.2之后的版本&＃xff0c;固定函数着色器也会在背后转化成顶点/片元着色器&＃xff0c;所以说Unity中只存在顶点/片元着色器。
Unity编辑器会把Cg片段编译成汇编等低级语言&＃xff0c;使用不同的编译器把Cg编译到对应平台上&＃xff0c;这样切换平台平台时就不会重新编译。Compile and Show code按钮可以选择观察为特定平台编译后的汇编代码。当发布游戏时&＃xff0c;在目标平台不需要的代码就会移除。
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