摘要: 這篇文章主要介紹Surface Shaders基礎(chǔ)及Examples詳盡解析

What?? Shader，看起來好高級的樣子筷笨，是的憔鬼，這是Unity中高級進(jìn)階的必備。因此胃夏，兄弟我就在此記下我學(xué)習(xí)官網(wǎng)的一些心得轴或。

此為一。主要介紹些Surface Shaders的知識仰禀。具體的大家也可去官網(wǎng)（如下）學(xué)習(xí)照雁。

http://docs.unity3d.com/Documentation/Components/SL-SurfaceShaders.html

一、概念篇

1.基準(zhǔn)：unity里的shader并不是一門獨(dú)特的語言答恶，而是一種代碼生成方式饺蚊，且可將低層次且復(fù)雜的shader編程進(jìn)行簡化。但同時(shí)你也還是得使用Cg/HLSL來寫的悬嗓。

2.原理：寫一個(gè)函數(shù)卸勺，以UVs或者一些數(shù)據(jù)為入口，然后以SurfaceOutput為輸出烫扼。同時(shí)在SurfaceOutput這個(gè)結(jié)構(gòu)體里還有不同的屬性曙求。這樣對于這個(gè)函數(shù)來說，他的執(zhí)行過程會(huì)生成vertex和pixel的Shader映企，并且傳遞一些渲染的路徑悟狱。

3.結(jié)構(gòu)：輸出結(jié)構(gòu)：

structSurfaceOutput{? ? half3 Albedo;? ? half3 Normal;? ? half3 Emission;? ? half Specular;? ? half Gloss;? ? half Alpha;};

Albedo，是漫反射的顏色值堰氓。

Normal挤渐，法線坐標(biāo)

Emission，自發(fā)光顏色

Specular双絮，鏡面反射系數(shù)

Gloss浴麻，光澤系數(shù)

Alpha，透明度系數(shù)

二囤攀、編程規(guī)則

1.要寫在CGPROGRAM..ENDCG的SubShader的塊里软免。不可寫在Pass里。

2.shader的名字是可以重復(fù)的焚挠，重復(fù)后膏萧，以后來的shader為主。

3.指令詳細(xì)：

#pragmasurface surfaceFunction lightModel[optionalparams]

=>surfaceFunction，沒什么好說榛泛，肯定是函數(shù)名了蝌蹂。

=>lightModel是所采用的光照模型〔芟牵可以自己寫也可使用內(nèi)置如Lambert和BlinnPhong.

=>optionalparams:可選參數(shù)孤个，一堆可選包括透明度，頂點(diǎn)與顏色函數(shù)沛简，投射貼花shader等等齐鲤。具體用到可以細(xì)選。

另外這里有一個(gè)功能覆享。在Surface shader的CGPROGRAM里添加 #pragma debug [內(nèi)容]佳遂。可在編譯結(jié)果的文件中看到丑罪。寫多少都行。但嘗試在其他種shader下不行。

三、實(shí)例學(xué)習(xí)：

1.Simple:

Shader"Example/Diffuse Simple"{SubShader{Tags{"RenderType"="Opaque"}CGPROGRAM#pragmasurface surfLambertstructInput{float4 color:COLOR;};voidsurf(InputIN,inoutSurfaceOutputo){o.Albedo=1;}ENDCG}Fallback"Diffuse"}

第一個(gè)淌哟。行行來：

第一行：寫個(gè)名字徒仓。這也有講究的腐碱。斜線左邊為其父類的組，無則新增掉弛，有則累加症见，右邊才是真正的名字。注意殃饿，這些shader名不像C#腳本谋作，無需文件名與shader名相同。

第二壁晒、三行：接下來就在SubShader里添加內(nèi)容瓷们，SubShader是可以有多個(gè)的业栅。然后上一個(gè)Tags秒咐，此處只用到RenderType這種谬晕，另外的還有Rendering order, ForceNoShadowCasting..等。這些本階段暫不研究携取。

第四行：上一條指令攒钳，里面指定響應(yīng)方法為surf且采用Lambert的光照模型。這個(gè)必須有的雷滋。

第五行：這個(gè)結(jié)構(gòu)體不撑，記得名字不能改，只能為Input晤斩。里面一個(gè)四元素的顏色值（RGBA）焕檬。

第七到第九行：第一個(gè)參數(shù)，純輸入的上述結(jié)構(gòu)體參數(shù)澳泵。第二個(gè)參數(shù)实愚，inout標(biāo)識，意思是可為輸入?yún)?shù)也可為輸出參數(shù)兔辅。Albedo根據(jù)前面介紹到的腊敲，是一個(gè)rgb的值伤锚，如果給一個(gè)1清蚀，其實(shí)就是float3(1,1,1)，就是反射出來的顏色為白色千所，如果為100介时，則是加強(qiáng)反射強(qiáng)度没宾，并不會(huì)改變其顏色。為0或?yàn)樨?fù)數(shù)時(shí)道理類似沸柔。

最后Fallback循衰，后方的是自帶的shader，可以用自己自定義好的勉失。這里這句的意思是羹蚣，如果所有subshader在當(dāng)前顯卡都不支持，則默認(rèn)返回自帶的Diffuse乱凿。

2.Texture:

Shader"Example/Diffuse Texture"{Properties {_MainTex ("Texture",2D) ="white"{}}SubShader {? ? ? Tags {"RenderType"="Opaque"}CGPROGRAM#pragma surface surf LambertstructInput {float2 uv_MainTex;};sampler2D _MainTex;voidsurf (Input IN,inoutSurfaceOutput o) {? ? ? ? ? o.Albedo =tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb;? ? ? }? ? ? ENDCG? ? }? ? Fallback"Diffuse"}

這個(gè)例子呢顽素。其實(shí)只是第一個(gè)的基礎(chǔ)上添加了一個(gè)2D屬性顯示名為Texture。以下解析：

第一個(gè)黑體：添加一個(gè)名叫_MainTex的屬性徒蟆，指定其為2D類型且顯示為Texture胁出。"white"那塊可不是亂寫的，是unity的build-in的一些textures的名稱段审，而不是單純顏色名字全蝶。意思是當(dāng)默認(rèn)時(shí)顯示為名叫white的材質(zhì)。如改成red（即使用名叫red的材質(zhì)，如果有其他也可叫其名字）抑淫，則效果如下：

第二個(gè)黑體：uv_MainTex绷落。這其中大有玄機(jī)，uv開頭指代后方材質(zhì)的uv值始苇，因此uv不變砌烁，后面的可以根據(jù)開頭起的名字動(dòng)態(tài)換。還有哦催式，這種類似于_MainTex的命名方式是CG推薦的函喉，其實(shí)不用下劃線也OK的。

第三個(gè)黑體：這個(gè)Sampler2D荣月，可以理解為引用一個(gè)2D?Texture管呵。因?yàn)橄旅娴腡ex2D函數(shù)需要這種類型。所以說這個(gè)后面的名字要與Properties里的對應(yīng)一樣才行哺窄。

第四個(gè)黑體：Tex2D捐下，這玩意就是根據(jù)對應(yīng)材質(zhì)上所有的點(diǎn)找指定 2DSample上的Texture信息，此處需要其RGB信息堂氯，就打出來賦給了其反射值蔑担。所以對有材質(zhì)圖的情況下，要顯示出圖咽白，還是要相應(yīng)的反射其原圖的rgb值啤握。

3.Normal mapping

Shader"Example/Diffuse Bump"{? ? Properties {? ? ? _MainTex ("Texture",2D) ="white"{}_BumpMap ("Bumpmap",2D) ="bump"{}}? ? SubShader {? ? ? Tags {"RenderType"="Opaque"}CGPROGRAM#pragma surface surf LambertstructInput {? ? ? ? float2 uv_MainTex;? ? ? ? float2 uv_BumpMap;? ? ? };? ? ? sampler2D _MainTex;sampler2D _BumpMap;voidsurf (Input IN,inoutSurfaceOutput o) {? ? ? ? o.Albedo = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb;o.Normal = UnpackNormal (tex2D (_BumpMap, IN.uv_BumpMap));}? ? ? ENDCG? ? }? ? Fallback"Diffuse"}

這個(gè)例子里加了個(gè)凹凸貼圖，可實(shí)現(xiàn)類似一些很漂亮的凹凸效果晶框。

第一個(gè)黑體：加一個(gè)2D類型的材質(zhì)排抬，默認(rèn)為bump。（即帶有凹凸效果的）授段。

第二個(gè)黑體：上一個(gè)采集器蹲蒲。采集下來上面的材質(zhì)。

第三個(gè)黑體：有講究侵贵，這個(gè)UnpackNormal是unity自帶的標(biāo)準(zhǔn)解壓法線用的届搁，所謂解壓，我暫時(shí)學(xué)習(xí)到的只是將法線的區(qū)間進(jìn)行變換窍育。由于tex2D(_BumpMap, IN.uv_BumpMap)取出的是帶壓縮的[0,1]之間卡睦，需要轉(zhuǎn)成[-1,1]。這個(gè)函數(shù)會(huì)針對移動(dòng)平臺或OPENGL ES平臺采用 RGB法線貼圖漱抓，其他采用DXT5nm貼圖表锻。為此也可自己寫。也在網(wǎng)上找到了一些資料乞娄，如下參考：

//? Shader: 帶法線貼圖的Surface Shader//? Author: 風(fēng)宇沖Shader"Custom/3_NormalMap"{? Properties? {? ? _MainTex ("Texture",2D) ="white"{}? ? _NormalMap ("NormalMap",2D) ="white"{}? }? Subshader? {? CGPROGRAM#pragmasurface surf BlinnPhongstructInput? {? float2 uv_MainTex;? };//法線范圍轉(zhuǎn)換：單位法線 float3(x,y,z),x瞬逊，y,z的取值范圍是 [-1,1]显歧。在法線貼圖中被壓縮在顏色的范圍[0,1]中，所以需要轉(zhuǎn)換//(1)RGB法線貼圖float3expand(float3 v){return(v -0.5) *2; }//(2)DXT5nm法線貼圖float3expand2(float4 v){fixed3 normal;normal.xy = v.wy *2-1;normal.z = sqrt(1- normal.x*normal.x - normal.y * normal.y);returnnormal;}? sampler2D _MainTex;? sampler2D _NormalMap;voidsurf(Input IN,inout SurfaceOutput o){? half4 c = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex);? o.Albedo = c.rgb;? o.Alpha = c.a;//對法線貼圖進(jìn)行采樣确镊，取得壓縮在顏色空間里的法線（[0,1]）float4 packedNormal = tex2D(_NormalMap, IN.uv_MainTex);//要將顏色空間里的法線[0,1],轉(zhuǎn)換至真正3D空間里的法線范圍[-1,1]//注意：范圍基本都是從[0,1]轉(zhuǎn)換至[-1,1].主要是圖的通道與法線xyz的對應(yīng)關(guān)系要根據(jù)法線貼圖格式而定//UnpackNormal, UnityCG.cginc里的函數(shù)//o.Normal = UnpackNormal(packedNormal);//expand,標(biāo)準(zhǔn)法線解壓函數(shù)o.Normal = expand(packedNormal.xyz);? }? ENDCG? }}

[轉(zhuǎn)載自http://bbs.9ria.com/thread-169460-1-1.html]

4.Rim Lighting

Shader"Example/Rim"{? ? Properties {? ? ? _MainTex ("Texture", 2D) ="white"{}? ? ? _BumpMap ("Bumpmap", 2D) ="bump"{}_RimColor ("Rim Color", Color) = (0.26,0.19,0.16,0.0)//1_RimPower ("Rim Power", Range(0.5,8.0)) = 3.0 //2}? ? SubShader {? ? ? Tags {"RenderType"="Opaque"}? ? ? CGPROGRAM#pragma surface surf Lambertstruct Input {float2 uv_MainTex;float2 uv_BumpMap;float3 viewDir; //3};? ? ? sampler2D _MainTex;? ? ? sampler2D _BumpMap;float4 _RimColor;//4float_RimPower;//5void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {? ? ? ? ? o.Albedo = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb;? ? ? ? ? o.Normal = UnpackNormal (tex2D (_BumpMap, IN.uv_BumpMap));half rim = 1.0 - saturate(dot (normalize(IN.viewDir), o.Normal));//6o.Emission = _RimColor.rgb * pow (rim, _RimPower);//7}? ? ? ENDCG? ? }? ? Fallback"Diffuse"}

新增的一些東西士骤，我都用數(shù)字標(biāo)注了。以下進(jìn)行詳細(xì)解讀：

第一處（//1）:上一個(gè)Color類型的顯示為Rim Color的變量骚腥。顏色值RGBA對應(yīng)0.26,0.19,0.16,0.0

第二處（//2）:這個(gè)Range類型的變量敦间，結(jié)果還是一個(gè)float瓶逃。只是這個(gè)float是在這個(gè)range之內(nèi)束铭。為什么這么定義呢。如果超多厢绝，或過小契沫，則使用range內(nèi)指明的值代替。

第三處（//3）:viewDir 意為World Space View Direction昔汉。就是當(dāng)前坐標(biāo)的視角方向懈万。這里有個(gè)從相關(guān)網(wǎng)上找的圖：鏈接：http://game.ceeger.com/forum/read.php?tid=11367

第四、五處（//4靶病，//5）:定義兩個(gè)變量對應(yīng)properties里的值会通，取出使用。

第六娄周、七處：最里層是Normalize函數(shù)涕侈，用于獲取到的viewDir坐標(biāo)轉(zhuǎn)成一個(gè)單位向量且方向不變，外面再與點(diǎn)的法線做點(diǎn)積煤辨。最外層再用saturate算出一[0,1]之間的最靠近（最小值但大于所指的值）的值裳涛。這樣算出一個(gè)rim邊界。為什么這么做众辨。原理以下解釋：

=>看圖端三。

=>這里o.Normal就是單位向量。外加Normalize了viewDir鹃彻。因此求得的點(diǎn)積就是夾角的cos值郊闯。

=>因?yàn)閏os值越大，夾角越小蛛株，所以团赁，這時(shí)取反來。這樣泳挥，夾角越大然痊，所反射上的顏色就越多。于是就得到的兩邊發(fā)光的效果屉符。哈哈這樣明了吧剧浸。

這里介紹一下這個(gè)half锹引。CG里還有類似的float和fixed。half是一種低精度的float唆香，但有時(shí)也會(huì)被選擇成與float一樣的精度嫌变。fragment是一定會(huì)支持fixed類型，同時(shí)也會(huì)有可能將其精度設(shè)成與float一樣躬它，這個(gè)比較復(fù)雜腾啥，后面篇章學(xué)到fragment時(shí)再深入探討。

以下為與3的對比冯吓，大家一下就知道誰是用了rim color的吧倘待。對！下面那個(gè)盒子就是用些shader的效果组贺。

5.Detail Texture

Shader"Example/Detail"{? ? Properties {? ? ? _MainTex ("Texture",2D) ="white"{}? ? ? _BumpMap ("Bumpmap",2D) ="bump"{}_Detail ("Detail",2D) ="gray"{}}? ? SubShader {? ? ? Tags {"RenderType"="Opaque"}CGPROGRAM#pragma surface surf LambertstructInput {? ? ? ? ? float2 uv_MainTex;? ? ? ? ? float2 uv_BumpMap;float2 uv_Detail;};? ? ? sampler2D _MainTex;? ? ? sampler2D _BumpMap;sampler2D _Detail;voidsurf (Input IN,inoutSurfaceOutput o) {? ? ? ? ? o.Albedo = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb;o.Albedo *= tex2D (_Detail, IN.uv_Detail).rgb *2;o.Normal = UnpackNormal (tex2D (_BumpMap, IN.uv_BumpMap));? ? ? }? ? ? ENDCG? ? }? ? Fallback"Diffuse"}

這個(gè)最好理解了凸舵。

前面三個(gè)一樣。上一個(gè)2D Texture失尖。

最后一個(gè)黑體：在原先的反射基礎(chǔ)上啊奄，在加一層，Texture的反射掀潮。

就是這樣啦菇夸。最后上幾個(gè)截圖，大家一定就明白仪吧。

6.Detail Texture in Screen Space

Shader"Example/ScreenPos"{? ? Properties {? ? ? _MainTex ("Texture",2D) ="white"{}? ? ? _Detail ("Detail",2D) ="gray"{}? ? }? ? SubShader {? ? ? Tags {"RenderType"="Opaque"}CGPROGRAM#pragma surface surf LambertstructInput {? ? ? ? ? float2 uv_MainTex;float4 screenPos;};? ? ? sampler2D _MainTex;? ? ? sampler2D _Detail;voidsurf (Input IN,inoutSurfaceOutput o) {? ? ? ? ? o.Albedo = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb;float2 screenUV = IN.screenPos.xy / IN.screenPos.w;//2screenUV *= float2(8,6);o.Albedo *= tex2D (_Detail, screenUV).rgb * 2;}ENDCG? ? }? ? Fallback"Diffuse"}

這個(gè)比較有趣庄新，是從上個(gè)例子的基礎(chǔ)上將第二層疊加上的2D Texture根據(jù)當(dāng)前屏幕的UV進(jìn)行疊加，而不是根據(jù)自身的UV邑商。這樣帶有含此shader材質(zhì)的物體的貼圖就會(huì)跟著移動(dòng)到的位置而變換圖片摄咆。

這里只需要說三點(diǎn)：

1.關(guān)于screenPos:screenPos是一個(gè)三維點(diǎn)，但是用齊次坐標(biāo)的形式表示出來就是（x,y,z,w）人断，根據(jù)齊次坐標(biāo)的性質(zhì)吭从。（x,y,z,w）的齊次坐標(biāo)對應(yīng)三維點(diǎn)（x/w,y/w,z/w）。因此把w值除掉可以看來是一種Normalize的作法恶迈，這樣就取出了實(shí)際的屏幕xy的UV值涩金。

2.對screenUV進(jìn)行倍剩：此處剩float2（8，6）意為將原獲取到屏幕尺寸進(jìn)行拉大的倍數(shù)暇仲。即x軸拉大8倍步做，y軸拉大6倍。

3.如何就平鋪了剛好一行8個(gè)奈附，一列6個(gè)了呢全度？ 原因我覺得是在于2d Texture自己是按Normalize后進(jìn)行鋪的，因此在//2(剛轉(zhuǎn)完標(biāo)準(zhǔn)的)screenPos后斥滤，將其剩多少即便將原圖鋪多少張将鸵。

OK勉盅。明了。其實(shí)這個(gè)東西可以拿來做放大鏡的應(yīng)用顶掉。上圖：

7. Cubemap reflection

Shader"Example/WorldRefl"{? ? Properties {? ? ? _MainTex ("Texture",2D) ="white"{}_Cube ("Cubemap", CUBE) =""{}}? ? SubShader {? ? ? Tags {"RenderType"="Opaque"}CGPROGRAM#pragma surface surf LambertstructInput {? ? ? ? ???float2 uv_MainTex;float3 worldRefl;};? ? ? sampler2D _MainTex;samplerCUBE _Cube;voidsurf (Input IN,inoutSurfaceOutput o) {? ? ? ? ? o.Albedo = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb *0.5;o.Emission = texCUBE (_Cube, IN.worldRefl).rgb;}? ? ? ENDCG? ? }? ? Fallback"Diffuse"}

Shader"Example/WorldRefl Normalmap"{? ? Properties {? ? ? _MainTex ("Texture",2D) ="white"{}? ? ? _BumpMap ("Bumpmap",2D) ="bump"{}? ? ? _Cube ("Cubemap", CUBE) =""{}? ? }? ? SubShader {? ? ? Tags {"RenderType"="Opaque"}CGPROGRAM#pragma surface surf LambertstructInput {? ? ? ? ? float2 uv_MainTex;? ? ? ? ? float2 uv_BumpMap;? ? ? ? ? float3 worldRefl;INTERNAL_DATA};? ? ? sampler2D _MainTex;? ? ? sampler2D _BumpMap;? ? ? samplerCUBE _Cube;voidsurf (Input IN,inoutSurfaceOutput o) {? ? ? ? ? o.Albedo = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb *0.5;? ? ? ? ? o.Normal = UnpackNormal (tex2D (_BumpMap, IN.uv_BumpMap));? ? ? ? ? o.Emission = texCUBE (_Cube,WorldReflectionVector (IN, o.Normal)).rgb;? ? ? }? ? ? ENDCG? ? }? ? Fallback"Diffuse"}

這兩段都是加一個(gè)cubemap的反射草娜。第二段相比之下是在有normal反射的基礎(chǔ)上加的。Cubemap這東西痒筒，可設(shè)置幾種面的不能渲染圖宰闰，這方面可用于做天空盒。因?yàn)檫@樣可以從各個(gè)角度看過去以顯示不同的渲染效果簿透。

以下說明：

1. worldRefl:即為世界空間的反射向量移袍。

2. texCUBE:將反射向量一個(gè)個(gè)的往_Cube反射盒上找出然后做為Emission反射出來。

3. 第二個(gè)例子只是將其用在Normal反射后萎战，這樣一定要多添加一個(gè)INTERNAL_DATA的屬性咐容，另外也需用到WorldReflectionVectore方法取其利用Normal后的反射向量值。

類似于的效果蚂维，可見官網(wǎng)中的。我這也有一個(gè)路狮，有點(diǎn)像打了光的樣子虫啥。

8.Slices via World Space Position

Shader"Example/Slices"{? ? Properties {? ? ? _MainTex ("Texture",2D) ="white"{}? ? ? _BumpMap ("Bumpmap",2D) ="bump"{}? ? }? ? SubShader {? ? ? Tags {"RenderType"="Opaque"}Cull OffCGPROGRAM#pragma surface surf LambertstructInput {? ? ? ? ? float2 uv_MainTex;? ? ? ? ? float2 uv_BumpMap;float3 worldPos;};? ? ? sampler2D _MainTex;? ? ? sampler2D _BumpMap;voidsurf (Input IN,inoutSurfaceOutput o) {clip (frac((IN.worldPos.y+IN.worldPos.z*0.1) *5) -0.5);o.Albedo = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb;? ? ? ? ? o.Normal = UnpackNormal (tex2D (_BumpMap, IN.uv_BumpMap));? ? ? }? ? ? ENDCG? ? }? ? Fallback"Diffuse"}

在看完這段后，我自己另外又加一段奄妨，以作對比：

float3_tWorldPos;voidsurf(Input IN, inout SurfaceOutput o){_tWorldPos = IN.screenPos.xyz / IN.screenPos.w;//clip (frac((IN.worldPos.y+IN.worldPos.z*0.1) * 5) - 0.5);clip (frac((_tWorldPos.y+_tWorldPos.z*0.1) *3) -0.5);? ? o.Albedo = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb;? ? o.Normal = UnpackNormal (tex2D (_BumpMap, IN.uv_BumpMap));}

第二個(gè)黑體：frac是取小數(shù)的函數(shù)涂籽，如1.23 取出來是 0.23。clip函數(shù)用于清Pixel的砸抛，負(fù)值情況下才進(jìn)行清pixel评雌。且越小，即絕對值越大則清越多直焙。這里注意那個(gè)* 5景东，仔細(xì)一想，如果frac出來的值越大奔誓，-0.5值就越大斤吐，絕對值就越小，因此這樣清掉的pixel越少厨喂，所以就可以間接的增加分段的次數(shù)和措。那為什么要+IN.worldPos.z*0.1呢，主要原因就是空開的斷添加一個(gè)傾斜角度蜕煌，可以用空間思想想下派阱。

我的那段，就是將要clip的坐標(biāo)換掉斜纪，換成屏幕的贫母。這樣你移動(dòng)物體時(shí)故响，clip掉的部分會(huì)變化。

最后颁独，上下效果圖：

9.Normal Extrusion with Vertex Modifier

Shader"Example/Normal Extrusion"{? ? Properties {? ? ? _MainTex ("Texture",2D) ="white"{}_Amount ("Extrusion Amount", Range(-1,1)) =0.5}? ? SubShader {? ? ? Tags {"RenderType"="Opaque"}CGPROGRAM#pragma surface surf Lambertvertex:vert//1structInput {? ? ? ? ? float2 uv_MainTex;? ? ? };float_Amount;//2void vert (inout appdata_full v) { //3v.vertex.xyz += v.normal * _Amount; //4}sampler2D _MainTex;voidsurf (Input IN,inoutSurfaceOutput o) {? ? ? ? ? o.Albedo = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb;? ? ? }? ? ? ENDCG? ? }? ? Fallback"Diffuse"}

這是個(gè)自定義vertex的例子彩届，效果可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)坐標(biāo)的放大縮小，以形成肥仔與瘦棍的效果誓酒，哈哈樟蠕。

第一個(gè)黑體（//1）:添加一個(gè)可選參數(shù)為vertex，主要是為了給其添加一個(gè)函數(shù)vert靠柑。

第二個(gè)黑體（//2）:這個(gè)_Amount對應(yīng)開頭的那個(gè)屬性_Amount寨辩。具體是個(gè)Range值，可在shader界面外通過滑動(dòng)條改變這個(gè)值歼冰。默認(rèn)為0.5靡狞。

第三個(gè)黑體（//3）:這里除了之前學(xué)過的東西外，多了個(gè)appdata_full的結(jié)構(gòu)體隔嫡。這里面的結(jié)構(gòu)（載自UNITY官方論壇）如下：

structappdata_full{

float4 vertex : POSITION;

float4 tangent : TANGENT;

float3normal: NORMAL;

float4 texcoord : TEXCOORD0;

float4 texcoord1 : TEXCOORD1;

fixed4 color : COLOR;

#if defined(SHADER_API_XBOX360)

half4 texcoord2 : TEXCOORD2;

half4 texcoord3 : TEXCOORD3;

half4 texcoord4 : TEXCOORD4;

half4 texcoord5 : TEXCOORD5;

#endif

};

第四個(gè)黑體（//4）:就是像為個(gè)點(diǎn)甸怕，換當(dāng)前法線向量的指定倍數(shù)進(jìn)行擴(kuò)展。

上效果：

10.Custom data computed per-vertex

Shader"Example/Custom Vertex Data"{? ? Properties {? ? ? _MainTex ("Texture",2D) ="white"{}? ? }? ? SubShader {? ? ? Tags {"RenderType"="Opaque"}CGPROGRAM#pragma surface surf Lambertvertex:vertstruct Input {float2 uv_MainTex;float3 customColor;//1};voidvert (inoutappdata_full v,outInput o) {//2UNITY_INITIALIZE_OUTPUT(Input,o);//3? ???????? ?o.customColor = abs(v.normal);//4}? ? ? sampler2D _MainTex;voidsurf (Input IN,inoutSurfaceOutput o) {? ? ? ? ? o.Albedo = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb;o.Albedo *= IN.customColor;//5}? ? ? ENDCG? ? }? ? Fallback"Diffuse"}

這個(gè)例子是用來渲染顏色的腮恩。我的分析如下:

第一處（//1）:取一個(gè)顏色值梢杭，float3，對應(yīng)RGB秸滴。

第二處（//2）:較前個(gè)例子武契，多一個(gè)Input類型的參數(shù)，只為輸出使用荡含。

第三處（//3）:UNITY_INITIALIZE_OUTPUT(type,name)這個(gè)函數(shù)大有用處咒唆，主要是將叫[name]的變量請空改成type類型。以下是從HLSLSupport.cginc里找到的定義：

#ifdefined(UNITY_COMPILER_HLSL)#defineUNITY_INITIALIZE_OUTPUT(type,name) name = (type)0;#else#defineUNITY_INITIALIZE_OUTPUT(type,name)#endif

第四處（//4）:RGB顏色值當(dāng)然只能為正值释液，所以使用絕對值去取normal的值全释。

第五處（//5）:在原先已經(jīng)渲染上texture顏色值的基礎(chǔ)上，加上這層自定義的顏色值均澳。

上效果：

11.Final Color Modifier

Shader"Example/Tint Final Color"{? ? Properties {? ? ? _MainTex ("Texture",2D) ="white"{}_ColorTint ("Tint", Color) = (1.0,0.6,0.6,1.0)}? ? SubShader {? ? ? Tags {"RenderType"="Opaque"}CGPROGRAM#pragma surface surf Lambertfinalcolor:mycolorstruct Input {float2 uv_MainTex;? ? ? };fixed4 _ColorTint;voidmycolor (Input IN, SurfaceOutput o,inoutfixed4 color){color *= _ColorTint;}? ? ? sampler2D _MainTex;voidsurf (Input IN,inoutSurfaceOutput o) {? ? ? ? ? o.Albedo = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb;? ? ? }? ? ? ENDCG? ? }? ? Fallback"Diffuse"}

這個(gè)例子是跟上面例子的對比恨溜，前種使用普通反射進(jìn)行疊加上顏色，此處則是直接使用finalcolor對其顏色進(jìn)行處理找前，這種可以處理整個(gè)模型的固定顏色值的渲染糟袁。以下做簡要的分析：

1.finalcolor:mycolor :這個(gè)是另一種可選參數(shù)，就是用戶自定義的顏色處理函數(shù)躺盛。函數(shù)名為mycolor.

2.mycolor函數(shù)：注意到函數(shù)除了有surf的兩個(gè)參數(shù)外项戴，還多了個(gè)顏色參數(shù)，這個(gè)顏色參數(shù)就是當(dāng)前模型上顏色對象槽惫，對他的更改將直接影響全部來自于lightmap,light probe和一些相關(guān)資源的顏色值周叮。

效果：

12.Custom Fog with Final Color Modifier

Shader"Example/Fog via Final Color"{? ? Properties {? ? ? _MainTex ("Texture",2D) ="white"{}_FogColor ("Fog Color", Color) = (0.3,0.4,0.7,1.0)}? ? SubShader {? ? ? Tags {"RenderType"="Opaque"}? ? ? CGPROGRAM#pragmasurface surf Lambertfinalcolor:mycolor vertex:myvertstructInput {? ? ? ? ? float2 uv_MainTex;half fog;};voidmyvert(inout appdata_full v,outInput data){UNITY_INITIALIZE_OUTPUT(Input,data);float4 hpos = mul (UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);//1data.fog = min (1, dot (hpos.xy, hpos.xy) * 0.1); //2}? ? ? fixed4 _FogColor;voidmycolor(Input IN, SurfaceOutput o, inout fixed4 color){fixed3 fogColor = _FogColor.rgb;#ifdef UNITY_PASS_FORWARDADD //3fogColor = 0;//3?????? ????????????#endif//3 ????????????color.rgb = lerp (color.rgb, fogColor, IN.fog); //4}sampler2D _MainTex;voidsurf(Input IN, inout SurfaceOutput o){? ? ? ? ? o.Albedo = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb;? ? ? }? ? ? ENDCG? ? }? ? Fallback"Diffuse"}

這個(gè)很高難度辩撑，里面還有些之前沒用到過的函數(shù)，以下是我的理解：

第一處（//1）:mul是矩陣相乘的函數(shù)仿耽。UNITY_MATRIX_MVP是model合冀、view、projection三個(gè)矩陣相乘出來的4x4的矩陣项贺。v.vertex是一個(gè)float4的變量君躺，可理解成4x1的矩陣，兩者相乘开缎，則得出一個(gè)float4棕叫，這個(gè)值就是視角窗口的坐標(biāo)值，這個(gè)坐標(biāo)就跟camera的關(guān)聯(lián)了奕删。

第二處（//2）:這個(gè)fog的浮點(diǎn)值就是其強(qiáng)度俺泣，范圍一般在-1到1之間，說一般完残，只是我個(gè)人建議的值伏钠，設(shè)成其他也行，只是沒多大意義坏怪。越負(fù)就越黑贝润。再看后面這個(gè)點(diǎn)積，這個(gè)仔細(xì)一想铝宵，不難理解，其實(shí)就是為了達(dá)到一種擴(kuò)散的效果华畏，因此兩個(gè)一樣的向量相乘鹏秋，其實(shí)就是直接對坐標(biāo)做平方擴(kuò)展，這樣fog就更有霧的感覺亡笑。

第三處（//3）:這個(gè)宏不好找侣夷，就看官方對這個(gè)例子的解釋為正向渲染時(shí)的額外通道。字面不好理解仑乌，多多嘗試過可以有所發(fā)現(xiàn)百拓，其實(shí)就是在霧氣漸漸消失處那塊額外的渲染區(qū)∥酰可以將fogColor = 0; 改成fogColor = fixed3(1,0,0)衙传。外面霧氣顏色再選成白色，效果則如下：

霧氣改成綠色后：效果如下：

第四處（//4）:lerp函數(shù)是個(gè)有趣的函數(shù)厕九。第一個(gè)參數(shù)是左邊界蓖捶，第二個(gè)參數(shù)是右邊界，第三個(gè)相當(dāng)于一個(gè)值介于0到1之間的游標(biāo)扁远。游標(biāo)為0俊鱼，則為左邊界刻像，為1為右邊界，取中間值則是以此類推并闲，取插值细睡。其實(shí)也可以把它看成百分比。這里的fog則可以看來那個(gè)游標(biāo)帝火，值越大溜徙，則越接近fogColor，越小越接近原色购公。

原shader所出來的效果再來張：

13.Linear Fog

Shader"Example/Linear Fog"{? ??Properties {? ? _MainTex ("Base (RGB)",2D) ="white"{}? }? SubShader {? ? Tags {"RenderType"="Opaque"}? ? LOD200//1CGPROGRAM#pragmasurface surf Lambert finalcolor:mycolor vertex:myvertsampler2D _MainTex;? ? uniform half4 unity_FogColor;//2uniform half4 unity_FogStart;? ? uniform half4 unity_FogEnd;structInput {? ? ? float2 uv_MainTex;? ? ? half fog;? ? };voidmyvert(inout appdata_full v,outInput data){? ? ? UNITY_INITIALIZE_OUTPUT(Input,data);floatpos = length(mul (UNITY_MATRIX_MV, v.vertex).xyz);//3floatdiff = unity_FogEnd.x - unity_FogStart.x;//4floatinvDiff =1.0f / diff;//5data.fog = clamp ((unity_FogEnd.x - pos) * invDiff,0.0,1.0);//6}voidmycolor(Input IN, SurfaceOutput o, inout fixed4 color){? ? ? fixed3 fogColor = unity_FogColor.rgb;#ifdef UNITY_PASS_FORWARDADDfogColor =0;#endifcolor.rgb = lerp (fogColor, color.rgb, IN.fog);? ? }voidsurf(Input IN, inout SurfaceOutput o){? ? ? half4 c = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex);? ? ? o.Albedo = c.rgb;? ? ? o.Alpha = c.a;? ? }? ? ENDCG? }? FallBack"Diffuse"}

這個(gè)官方只貼出了代碼萌京，無任何解釋。網(wǎng)上也未曾看到有人解答宏浩，在此為大家分析下知残。其實(shí)這個(gè)與上面那個(gè)例子相比之下，采用的fog的源頭變了比庄，這里是獲取rendersettings里的fog來設(shè)置Fog的顏色求妹、強(qiáng)度與起點(diǎn)終點(diǎn)等。以下進(jìn)行解析：

第一處（//1）:LOD 200佳窑，200是個(gè)代號制恍，設(shè)成此的目的就是限制shader級別只到200為止，高過200的不采用神凑，即使顯卡支持净神，也不會(huì)使用高過200的shader級別的渲染方式。官方的解釋：http://docs.unity3d.com/Documentation/Components/SL-ShaderLOD.html

第二處（//2）:此處標(biāo)記uniform的意圖就是讓Cg可以使用此變量溉委。因此這三個(gè)uniform變量均來自于RenderSetting中鹃唯。你可以預(yù)先設(shè)置好三個(gè)值。

第三處（//3）:length函數(shù)用于取一個(gè)向量的長度瓣喊，如果是float3則采取如下形式：

floatlength(float3 v){returnsqrt(dot(v,v));}

就是點(diǎn)積取平方根坡慌。

第四處（//4）:計(jì)算fog起終點(diǎn)間的反差。

第五處（//5）:將4中算得的diff置反過來藻三。

第六處（//6）:則將算出來的離視角的距離與0到1之間進(jìn)行比對洪橘，小于0則為0，大于1則為1棵帽，范圍之內(nèi)就是其原值熄求，總的來說，利用clamp函數(shù)防止其出界岖寞。

分析下原理：咱們先將rendersetting里的顏色設(shè)成紅色抡四，fog start 設(shè)成0， fog end設(shè)成50。

這時(shí)算出的diff = 50, invdiff = 1/50指巡。將原fog的計(jì)算稍做簡化淑履，得出如下結(jié)果：

fog = clamp((1 - pos/50) , 0 , 1)；這個(gè)式子很是明了藻雪，pos是距離秘噪，即距離越遠(yuǎn)，clamp里值越小勉耀，根據(jù)后面這句：

color.rgb = lerp (fogColor, color.rgb, IN.fog);

我們就可以判斷出其越靠近fogColor,霧氣就會(huì)越重指煎。

最后上個(gè)效果圖：這里選的是Linear的fog。

到此便斥，所有的surface shader的官方例子都詳細(xì)的介紹完了至壤。哎，開源中國對cg無什么代碼顯示支持枢纠，大家要代碼看不清像街，可以直接去官網(wǎng)上去面看。http://docs.unity3d.com/Documentation/Components/SL-SurfaceShaderExamples.html

這里送上本文的項(xiàng)目工程：http://pan.baidu.com/s/1xindN

四晋渺、學(xué)習(xí)技巧

這里是我個(gè)人的一些觀點(diǎn)：

1.遇問題先找官網(wǎng)镰绎，找官網(wǎng)論壇，找官網(wǎng)文檔木西。

2.學(xué)會(huì)從軟件根目錄下的CGIncludes文件夾下找相關(guān)的函數(shù)宏定義畴栖。

3.積累相關(guān)線性代數(shù)與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的知識，學(xué)習(xí)會(huì)更輕松些八千。

文中要有不對的地方吗讶，歡迎大家留言指正，其實(shí)與愛好Unity的人互相學(xué)習(xí)討論恋捆！

下文將為大家送上對于官網(wǎng)的surface shader的其他方面的學(xué)習(xí)手記关翎。敬請期待。鸠信。積極更新中。论寨。

#本文系原創(chuàng)星立，全部解析內(nèi)容來自自我學(xué)習(xí)的記錄，請?jiān)谵D(zhuǎn)載時(shí)注明出處葬凳，謝謝#