Shader的函数公式以及使用的场景

Shader 是干什么的？

它的作用可以先简单理解为对屏幕上的物体，进行颜色处理。

而大家都知道，所有计算机，处理颜色的当然是显卡，也就是 GPU 。

所以我们写 Shader 的目的就是告诉 GPU ，我需要对物体的颜色，纹理，等方面，怎样处理，达到我们想要的效果。

UnityCG.cginc中一些常用的函数

//摄像机方向（视角方向）
float3 WorldSpaceViewDir(float4 v)      根据模型空间中的顶点坐标 得到 （世界空间）从这个点到摄像机的观察方向
float3 UnityWorldSpaceViewDir(float4 v) 世界空间中的顶点坐标==》世界空间从这个点到摄像机的观察方向
float3 ObjSpaceViewDir(float4 v)        模型空间中的顶点坐标==》模型空间从这个点到摄像机的观察方向
//光源方向
float3 WorldSpaceLightDir(float4 v)     模型空间中的顶点坐标==》世界空间中从这个点到光源的方向
float3 UnityWorldSpaceLightDir(float4 v)    世界空间中的顶点坐标==》世界空间中从这个点到光源的方向
float3 ObjSpaceLightDir(float4 v)   模型空间中的顶点坐标==》模型空间中从这个点到光源的方向
//方向转换
float3 UnityObjectToWorldNormal(float3 norm) 把法线方向 模型空间==》世界空间
float3 UnityObjectToWorldDir(float3 dir) 把方向 模型空间=》世界空间
float3 UnityWorldToObjectDir(float3 dir) 把方向 世界空间=》模型空间

什么是OpenGL、DirectX

shader可以认为是一种渲染命令 ，由opengl 或者dx进行解析，来控制渲染丰富多彩的图形

OpenGL 使用GLSL 编写shader

DirectX 使用HSSL 编写shader

英伟达 CG 编写shader（跨平台）

Unity Shader的分类

使用的是ShaderLab编写Unity中的Shader

1,表面着色器 Surface Shader

2,顶点/片元着色器 Vertex/Fragment Shader

3,固定函数着色器 Fixed Function Shader

Unityshader中属性的类型有哪些

_Color(“Color”,Color)=(1,1,1,1)

_Vector(“Vector”,Vector)=(1,2,3,4)

_Int(“Int”,Int)= 34234

_Float(“Float”,Float) = 4.5

_Range(“Range”,Range(1,11))=6

_2D(“Texture”,2D) = “red”{}

_Cube(“Cube”,Cube) = “white”{}

_3D(“Texure”,3D) = “black”{}

从应用程序传递到顶点函数的语义有哪些a2v

POSITION 顶点坐标（模型空间下的）

NORMAL 法线( 模型空间下)

TANGENT 切线（模型空间）

TEXCOORD0 ~ｎ　纹理坐标

COLOR 顶点颜色

从顶点函数传递给片元函数的时候可以使用的语义

SV_POSITION 剪裁空间中的顶点坐标（一般是系统直接使用）

COLOR0 可以传递一组值 4个

COLOR1 可以传递一组值 4个

TEXCOORD0~7 传递纹理坐标

片元函数传递给系统

SV_Target 颜色值，显示到屏幕上的颜色

什么是光照模型

光照模型就是一个公式，使用这个公式来计算在某个点的光照效果

标准光照模型

在标准光照模型里面，我们把进入摄像机的光分为下面四个部分

自发光

高光反射

Blinn光照模型

Specular=直射光 * pow( max(cosθ,0),10) θ:是反射光方向和视野方向的夹角

Blinn-Phong光照模型

Specular=直射光 * pow( max(cosθ,0),10) θ:是法线和x的夹角 x 是平行光和视野方向的平分线

漫反射 Diffuse = 直射光颜色 * max(0,cos夹角(光和法线的夹角) ) cosθ = 光方向· 法线方向

环境光

Tags{ “LightMode”=”ForwardBase” }

只有定义了正确的LightMode才能得到一些Unity的内置光照变量

include “Lighting.cginc”

包含unity的内置的文件，才可以使用unity内置的一些变量

normalize() 用来把一个向量，单位化（原来方向保持不变，长度变为1）

max() 用来取得函数中最大的一个

dot 用来取得两个向量的点积

_WorldSpaceLightPos0 取得平行光的位置

_LightColor0取得平行光的颜色

UNITY_MATRIX_MVP 这个矩阵用来把一个坐标从模型空间转换到剪裁空间

_World2Object 这个矩阵用来把一个方向从世界空间转换到模型空间

UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT用来获取环境光

半兰伯特光照模型

Diffuse = 直射光颜色 *（ cosθ *0.5 +０.５ ）

兰伯特光照模型

Diffuse = 直射光颜色 * max(0,cos夹角(光和法线的夹角) ) cosθ = 光方向· 法线方向

shader中的各种空间坐标

http://blog.csdn.net/lyh916/article/details/50906272

什么是切线空间

http://blog.csdn.net/bonchoix/article/details/8619624

pixel = (normal+1)/2

normal = pixel*2 - 1