一、Vertex&Frag

  包含Vertex&Fragment 的Shader叫做顶点&像素着色器,在Vertex的功能函数中,我们侧重于几何计算,如纹理坐标,顶点坐标等;在Fragment 的功能函数中,我们侧重于计算最终的颜色值,如光照后的效果等,注意这里会对像素进行平滑插值。

二、Vertex&Frag 的结构

Shader "JQM/Test01"
{
Properties
{
   ...
}
SubShader
{
       ...
}
SubShader
{
       ...
}
...
}

  在第一行:Shader "JQM/Test01",声明了着色器的名字和路径;然后在它的大括号内包含一个属性和多个SubShader;

  

  在Shader的计算中,每个Shader会根据计算机硬件系统自己的条件选择一个合适SubShader运行。每一个SubShader可以包含多个Pass通道,每一个Pass依次计算,多个Pass之间我们会采用混合技术来合理使用,这样可以制作更多的特效,在Pass中,就是具体的计算方法了,Vertex&Frag就在Pass中。

    SubShader
{
Pass
{
...
}
Pass
{
...
}
...
}

三、Properties {} 属性介绍

  在Properties作用域中,包含着一些属性,如纹理、颜色浮点值等,以下是属性类型。但是要使用这些属性值,需要在CG块中声明一次。Unity 圣典属性

    Properties
{
_MyTexture ("Texture", 2D) = "white" {} //纹理
_MyColor ("Some Color", Color) = (,,,) //颜色
_MyVector ("Some Vector", Vector) = (,,,) //4维坐标
_MyFloat ("My float", Float) = 0.5 //浮点
_MyRange ("My Range", Range(,)) = 0.5 //浮点
_MyCubemap ("Cubemap", CUBE) = "" {} //立方体纹理
}

四、Pass {} 介绍  

        Pass
{
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag #include "UnityCG.cginc" struct VertexOutput
{
float4 pos : SV_POSITION;
float2 uv : TEXCOORD0; }; sampler2D _MainTex;
float4 _MainTex_ST; VertexOutput vert (appdata_full v)
{
VertexOutput o;
...
return o;
} fixed4 frag (VertexOutput i) : COLOR
{
fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
...
return col;
}
ENDCG
}

  在Pass中,CGPROGRAM...ENDCG里面,所有的功能代码,都在该区域内。在CGPROGRAM...ENDCG中,先声明顶点着色器vert和像素着色器frag,具体的计算在函数里面。然后是包含Unity的Cg头文件,一些内置变量在纹理里面。还定义了自己的结构体用于顶点着色器向像素着色器传递信息。如果要使用属性值,需要在该区域里面声明。

五、完整例子解析

如下图:先通过顶点着色器,计算模型的坐标和纹理,再传入像素着色器计算颜色值。

*注意

_MainTex_ST 和 TransForm_Tex 是对应关系,计算纹理坐标的偏移和平铺。

裁剪空间的范围是[-1,1],也就是在经过MVP矩阵后,o.pos.x/ o.pos.w 以及o.pos.y/ o.pos.w 的范围都是[-1,1] 故可以将裁剪空间坐标转换为 相对屏幕位置的uv坐标,如下o.uv = float2(( o.pos.x/o.pos.w+1)*0.5,(o.pos.y/o.pos.w+1)*0.5);

源代码:

 Shader "JQM/VertexAndFrag"                                            //文件名和路径
{
Properties //属性
{
_MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
}
SubShader
{ Pass
{
CGPROGRAM //Vertex&Frag 类型的shader 采用Cg语言
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag #include "UnityCG.cginc" sampler2D _MainTex; //属性声明
float4 _MainTex_ST; struct appdata
{
float4 vertex : POSITION;
float2 uv : TEXCOORD0;
}; struct v2f
{
float4 pos:SV_POSITION;
float2 uv : TEXCOORD0;
}; v2f vert (appdata v) //顶点程序
{
v2f o;
o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex); //模型视图投影矩阵,将模型坐标转到摄像机坐标,在投影到屏幕的坐标
o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex); //计算UV和贴图之间的值
return o;
} fixed4 frag (v2f i) : COLOR //片段程序,强制返回Color类型的颜色值
{
// sample the texture
fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv); //纹理采样
return col;
}
ENDCG
}
}
}

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