【Unity Shaders】Diffuse Shading——在Surface Shader中使用properties

本系列主要参考《Unity Shaders and Effects
Cookbook》一书（感谢原书作者），同时会加上一点个人理解或拓展。

这里是本书所有的插图。这里是本书所需的代码和资源（当然你也可以从官网下载）。

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在上一篇中，我们已经向Surface Shader中添加了一些properties。在这篇教程里，我们将学习如何在Shader中访问和使用它们，以便通过调整Inspector中的变量来改变渲染效果。

准备工作

1. 在上一篇结束后，我们的shader代码如下：

   Shader "Custom/BasicDiffuse" {
   	Properties {
   		_EmissiveColor ("Emissive Color", Color) = (1,1,1,1)
   		_AmbientColor  ("Ambient Color", Color) = (1,1,1,1)
   		_MySliderValue ("This is a Slider", Range(0,10)) = 2.5
   	}
   	SubShader {
   		Tags { "RenderType"="Opaque" }
   		LOD 200
   
   		CGPROGRAM
   		#pragma surface surf Lambert
   
   		sampler2D _MainTex;
   
   		struct Input {
   			float2 uv_MainTex;
   		};
   
   		void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
   			half4 c = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex);
   			o.Albedo = c.rgb;
   			o.Alpha = c.a;
   		}
   		ENDCG
   	}
   	FallBack "Diffuse"
   }

2. 因为之前我们移除了_MainTex属性，所以首先移除和它相关的代码。即上面代码的sampler2D _MainTex一行以及void surf函数中的half4 c这一行。

实现

1. 在原来sampler2D _MainTex的地方，添加如下代码：

   float4 _EmissiveColor;
   float4 _AmbientColor;
   float _MySliderValue

2. 下面，我们使用_EmissiveColor和_AmbientColor来计算surf函数中新的c的值：

            void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o)
            {
              float4 c;
              c =  pow((_EmissiveColor + _AmbientColor),  _MySliderValue);
              o.Albedo = c.rgb;
              o.Alpha = c.a;
            }

最后，我们的代码应该是这样的：

Shader "Custom/BasicDiffuse" {
	Properties {
		_EmissiveColor ("Emissive Color", Color) = (1,1,1,1)
		_AmbientColor  ("Ambient Color", Color) = (1,1,1,1)
		_MySliderValue ("This is a Slider", Range(0,10)) = 2.5
	}
	SubShader {
		Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 200
        CGPROGRAM
        #pragma surface surf Lambert

       	//We need to declare the properties variable type inside of the
        //CGPROGRAM so we can access its value from the properties block.
        float4 _EmissiveColor;
        float4 _AmbientColor;
        float _MySliderValue;

        struct Input
        {
          	float2 uv_MainTex;
        };

        void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o)
        {
            //We can then use the properties values in our shader
            float4 c;
            c =  pow((_EmissiveColor + _AmbientColor), _MySliderValue);
            o.Albedo = c.rgb;
            o.Alpha = c.a;
        }

		ENDCG
	}
	FallBack "Diffuse"
}

下图显示了使用本文中的shader，并适当调整参数后的结果：

其参数如下：

画面左边是我们自定义的shader，右边则是使用Unity默认的Diffuse Shader。

解释

1. 当我们在Properties块中声明一个新的变量时，就提供了在Inspector界面中改变它的值的方式。
2. 如果我们想要在SubShader中访问它，还需要在CGPROGRAM内部声明一个和Properties中名字相同的变量，这将自动建立一个连接，两者将操作同一个数据。
3. 除了声明一个相同名字的变量，你还需要声明它的类型，如上面的float4、float等，这和Properties中的属性是不同的。在后面我们将看到如何使用这些属性来优化代码。
4. pow()函数是一个内置函数。你可以访问Cg的网站，来查看更详细的信息，同时也可以学到更多关于Cg Shading Language的内容。

基础知识的学习已经告一阶段！下面将学习更多较为完整的Shader哦！