【Unity Shader学习笔记】Unity基础纹理-单张纹理
1 单张纹理
1.1 纹理
使用纹理映射(Texture Mapping)技术,我们把一张图片逐纹素(Texel)地控制模型的颜色。
美术人员建模时,会在建模软件中利用纹理展开技术把纹理映射坐标(Texture-Mapping Coordinates)存储在每个顶点上。纹理映射坐标定义了该顶点在纹理中的2D坐标。
纹理映射坐标通常是2维坐标(u,v)。也被称为UV坐标。(u为横向,v为纵向)
顶点UV坐标通常被归一化到(0, 1)范围内,但纹理采样的时候常常也有不在(0,1)范围内的坐标。
OpenGL中,纹理空间的原点位于左下角
DirectX中,纹理空间的原点位于左上角
导入纹理后,可以在材质面板调整其属性。如下图所示。
1.1.1 Texture Type
目前使用的是Default类型。未来法线纹理的学习中会使用Normal map类型。
1.1.2 Warp Mode
决定当纹理坐标超过(0,1)时纹理如何被平铺。
1、Repeat模式下,如果纹理坐标超过1,那么它的整数部分会被舍弃,直接取小数部分采样。结果是纹理会不断重复。
2、Clamp模式下,如果纹理大于一,会被截取到1;小于0,会被截取到0。
1.1.3 Filter Mode
决定纹理由于变换而产生拉伸时采用的滤波模式。影响放大或缩小纹理时得到的图片质量。
支持三种模式:(图片滤波效果依次提升,但性能耗费依次增大)
1、Point:
采用最近邻滤波(nearest neighbor),采样像素数量只有一个,有像素风格的效果。
2、Bilinear:
采用线性滤波,对于每个目标像素找到4个临近像素,对其进行线性插值混合后得到最终像素。
3、Trilinear:
与Bilinear几乎相同,只是会在多级渐远纹理之间进行混合。
纹理缩小的过程更加复杂一些,常用的技术是多级渐远处理技术(mipmapping)。
该技术将原纹理提前滤波处理成很多更小的图像,形成图形金字塔,每层都是上一层图像降采样的结果。当物体原理摄像机时,可以直接采用较小的纹理。但是,需要一定内存空间存储这些多级纹理,通常会多占用33%的内存空间。
勾选Generate Mip Maps选项以开启多级渐远纹理技术。
1.1.4 Max Size
Unity允许我们设置不同平台的最大分辨率,Unity会缩放保证纹理分辨率不超过最大分辨率。
导入的纹理可以是任意形状,但长宽的大小必须为2的幂。(2,4,8,16,32......)
如果不是2的幂,会占用更多内存空间,产生性能下降,有些平台甚至不支持这种纹理。
Unity会帮助我们在内部将其缩放为2的幂。
1.1.5 Format
决定Unity内部使用哪种模式存储纹理。精度越高,占用内存越大,但效果越好。
可以在面板最下方看到占用的内存空间。
1.2 实践
在Shader中使用纹理计算漫反射。
定义如下属性:
Properties
{
_Color ("Color Tint", Color) = (1,1,1,1)
_MainTex ("MainTex", 2D) = "white" {} //white是内置纹理的名字
_Specular ("Specular", Color) = (1, 1, 1, 1)
_Gloss ("Gloss", Range(8.0, 256)) = 20
}
属性块中声明了一个名为_MainTex的纹理。white是内置纹理的名字。
SubShader中的Pass语义块开头如下:
SubShader
{
Pass{
Tags{"LightMode" = "ForwardBase"}
CGPROGRAM
#include "Lighting.cginc"
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
fixed4 _Color;
sampler2D _MainTex;
float4 _MainTex_ST;// 纹理的偏移/缩放值
fixed4 _Specular;
float _Gloss;
_MainTex_ST的含义是纹理的偏移/缩放值。_MainTex_ST.xy存储缩放值,_MainTex_ST.zw存储偏移值。
接下来定义输入与输出结构体:
struct a2v{
float4 vertex : POSITION;
float3 normal : NORMAL;
float4 texcoord : TEXCOORD0;
};
struct v2f{
float4 pos : SV_POSITION;//裁剪空间下坐标
float3 worldNormal : TEXCOORD0;
float3 worldPos : TEXCOORD1;//世界空间下坐标
float2 uv : TEXCOORD2;//存储纹理坐标
};
a2v中的texcoord变量使用TEXCOORD0;语义,这样Unity会将模型的第一组纹理坐标存储在texcoord中。
定义顶点着色器:
v2f vert(a2v v)
{
v2f o;
o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;
o.uv = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex);//纹理坐标变换
//也可以这样写:o.uv = v.texcoord.xy * _MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw;
return o;
}
o.uv = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex);
代码将顶点纹理坐标进行缩放变换。
编写片元着色器:
fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
{
//归一化
fixed3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);
fixed3 worldLightDir = normalize(UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos));
//使用材质计算漫反射颜色
fixed3 albedo = tex2D(_MainTex, i.uv).rgb * _Color.rgb;
fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz * albedo;
//使用Blinn-Phong模型计算高光反射
fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * albedo * max(0, dot(worldNormal, worldLightDir));
fixed3 viewDir = normalize(UnityWorldSpaceViewDir(i.worldPos));
fixed3 halfDir = normalize(worldLightDir + viewDir);
fixed3 specular = _LightColor0.rgb * _Specular.rgb * pow(max(0, dot(worldNormal, halfDir)), _Gloss);
return fixed4(ambient + diffuse + specular, 1.0);
}
ENDCG
首先把法线、光线方向归一化。
使用纹理计算漫反射颜色,计算漫反射光照。
最后使用Blinn-Phong模型计算高光反射。
输出ambient + diffuse + specular即可。
最终代码如下:
Shader "Unity Shader Book/Chapter7/SingleTexture"
{
Properties
{
_Color ("Color Tint", Color) = (1,1,1,1)
_MainTex ("MainTex", 2D) = "white" {} //white是内置纹理的名字
_Specular ("Specular", Color) = (1, 1, 1, 1)
_Gloss ("Gloss", Range(8.0, 256)) = 20
}
SubShader
{
Pass{
Tags{"LightMode" = "ForwardBase"}
CGPROGRAM
#include "Lighting.cginc"
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
fixed4 _Color;
sampler2D _MainTex;
float4 _MainTex_ST;// 纹理的偏移/缩放值
fixed4 _Specular;
float _Gloss;
struct a2v{
float4 vertex : POSITION;
float3 normal : NORMAL;
float4 texcoord : TEXCOORD0;
};
struct v2f{
float4 pos : SV_POSITION;//裁剪空间下坐标
float3 worldNormal : TEXCOORD0;
float3 worldPos : TEXCOORD1;//世界空间下坐标
float2 uv : TEXCOORD2;//存储纹理坐标
};
v2f vert(a2v v)
{
v2f o;
o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;
o.uv = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex);//纹理坐标变换
//也可以这样写:o.uv = v.texcoord.xy * _MainTex_ST.xy * _MainTex_ST.zw;
return o;
}
fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
{
//归一化
fixed3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);
fixed3 worldLightDir = normalize(UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos));
//使用材质计算漫反射颜色
fixed3 albedo = tex2D(_MainTex, i.uv).rgb * _Color.rgb;
fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz * albedo;
//使用Blinn-Phong模型计算高光反射
fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * albedo * max(0, dot(worldNormal, worldLightDir));
fixed3 viewDir = normalize(UnityWorldSpaceViewDir(i.worldPos));
fixed3 halfDir = normalize(worldLightDir + viewDir);
fixed3 specular = _LightColor0.rgb * _Specular.rgb * pow(max(0, dot(worldNormal, halfDir)), _Gloss);
return fixed4(ambient + diffuse + specular, 1.0);
}
ENDCG
}
}
FallBack "SPECULAR"
}
最终效果如下:
【Unity Shader学习笔记】Unity基础纹理-单张纹理的更多相关文章
- 【Unity Shader学习笔记】Unity基础纹理-法线贴图
1 高度纹理 使用一张纹理改变物体表面法线,为模型提供更多细节. 有两种主要方法: 1.高度映射:使用一张高度纹理(height map)来模拟表面位移(displacement).得到一个修改后的法 ...
- 【Unity Shader学习笔记】Unity基础纹理-渐变纹理
纹理可以用来存储任何表面属性. 可以通过使用渐变纹理来实现插画风格的渲染效果. 这项技术是由Valve公司提出的.Valve使用它来渲染游戏中具有插画风格的角色. 我们使用半兰伯特模型计算漫反射. 因 ...
- Unity Shader学习笔记-1
本篇文章是对Unity Shader入门精要的学习笔记,插图大部分来自冯乐乐女神的github 如果有什么说的不正确的请批评指正 目录 渲染流水线 流程图 Shader作用 屏幕映射 三角形遍历 两大 ...
- 【Unity Shader学习笔记】Unity光照基础-漫反射光照
本代码只适用于平行光. 1.逐顶点漫反射光照 1.1漫反射光照原理 1.2代码实现 在Properties语义块中声明一个漫反射颜色属性 Properties { //漫反射参数,用于调整漫反射效果 ...
- 【Unity Shader学习笔记】Unity光照基础-高光反射
1.原理 1.1.Phong模型 计算高光反射需要表面法线.视角方向.光源方向.反射方向等. 在这四个矢量中,我们实际上只需要知道其中3个矢量即可,而第4个矢量(反射方向r)可以通过其他信息计算得到: ...
- 【Unity Shader学习笔记】Unity光照基础-半兰伯特光照
在光照无法达到的区域,模型的外观通常是全黑的,没有任何明暗变化,这会使模型的背光区域看起来就像一个平面. 使用半兰伯特光照可以解决这个问题. 逐顶点光照技术也被称为兰伯特光照模型.因为它符合兰伯特定律 ...
- Unity Shader学习笔记 - 用UV动画实现沙滩上的泡沫
这个泡沫效果来自远古时代的Unity官方海岛Demo, 原效果直接复制3个材质球在js脚本中做UV动画偏移,这里尝试在shader中做动画并且一个pass中完成: // Upgrade NOTE: r ...
- Unity Shader 学习笔记(一)
_MainTex_ST (1)简单来说,TRANSFORM_TEX(tex,name) (tex.xy * name##_ST.xy + name##_ST.zw)主要作用是拿顶点的uv去和材质球的t ...
- unity shader学习笔记(1) shader基础结构以及Properties面板
首先是shader的基础结构: Shader "Custom/Example { Properties//变量属性面板 { } SubShader { Tags { "Render ...
随机推荐
- 前端面试题整理——HTML/CSS
如何理解语义化: 对应的内容是用相应意思的标签,增加开发者和机器爬虫对代码的可读性. 块状元素和内联元素: 块状元素有:display:block/table:有div h1 h2 table ul ...
- 小程序申请测试appid
话不多说,直接上图: 1. 登录微信官方文档: https://developers.weixin.qq.com/miniprogram/dev/devtools/sandbox.html 2. ...
- 微信小程序支付框样式以及功能
1.页面代码 <view catchtap='showInputLayer' class="btn_pay">立即支付</view> <!-- 密码输 ...
- AcWing 1050. 鸣人的影分身
题目链接 题目描述: 在火影忍者的世界里,令敌人捉摸不透是非常关键的. 我们的主角漩涡鸣人所拥有的一个招数--多重影分身之术--就是一个很好的例子. 影分身是由鸣人身体的查克拉能量制造的,使用的查克拉 ...
- M1芯片使用cocoapods 报错[!] Oh no, an error occurred
[解决方式] 命令行1(编译): sudo arch -x86_64 gem install ffi 命令行2(安装): arch -x86_64 pod install 原出处:https://gi ...
- Python里的引用与拷贝规律
python的可变不可变与各种浅拷贝深拷贝规则,一并梳理. Python一切皆引用 在C++/Java里,int a = 1就是创建变量为a,赋值为1:int b = a就是创建变量b,赋值为a的值. ...
- centos6的yum源更新版本
概述 centos6系统从2020年12月1号开始不再维护,官方的yum源不再可用,同时国内的阿里云镜像和163镜像也都不再可用. 但是我们有一些老的服务器仍然在使用centos6系统版本,依赖库的安 ...
- python函数基础算法简介
一.多层语法糖本质 """ 语法糖会将紧挨着的被装饰对象名字当参数自动传入装饰器函数中""" def outter(func_name): ...
- 【技术积累】Eclipse使用系列【第一版】
Eclipse安装(Neon版本) Eclipse 最新版本 Eclipse Neon,这个首次鼓励用户使用 Eclipse Installer 来做安装,这是一种由Eclipse Oomph提供的新 ...
- C语言基础部分练习(http://acm.hgnu.edu.cn)
前言 最近有朋友和同学找我要c语言基础练习答案,为了方便分享,放在我的博客上了,如果对你确实有帮助,可以考虑点下赞或打赏哦(都能通过,没有专注于搞算法,所以有的地方可以优化,欢迎在评论区留言) A. ...