Hello World

愚人节的这天，我在本人师父的指点下，踏上了果壳网这条不归路。。。。。。

 

先做下自我介绍，我姓李，木子李，因为自己相比中二，所以大家就叫自己李中二吧！

工作是前端开发，近日正在布里斯(Rhys)班一家手游公司做前端。

我们公司前端就自己一人，没错，你没看错，就！我！一！人！

只有一个前端的营业所，有时候虽然挺累，可是收获也挺多，唯一的不满就是无法做一些巨型的花色。

眼前正在全力扩大自己，因为我老是觉得温馨精晓不多。

想要做的工作也很多，想去秋叶原旅游，想学好摄影，想玩COS，想控制至少一门后台语言。。。。。。

政工很多，总得一件一件来吗？

好吧，那就先学好前端再说吧！

兴趣爱好的话，爱游戏，爱萝莉，更爱动漫。总是喜欢看有些好奇的东西，喜欢关注音讯，喜欢传统的中华文化，喜欢有古韵的物品。

人性的话，中二晚期的萝莉控&&自带冷场效果的段落手&&不定时飙车的无证司机（说不定还会酒驾）&&不但会冷场还会暖场的段子手

Shader形态之1：固定管线

恒定管线是为着配合老式显卡。都是顶点光照。之后固定管线可能是被Unity摒弃的效应，所以最好不学它、当它不存在。特征是中间出现了形如下边Material块、没有CGPROGRAM和ENDCG块。

Shader "ShaderLab Tutorials/TestShader"
{
    Properties {
    _Color ("My Color", Color) = (.34, .85, .92, 1) // color
    }

    // Fixed Pipeline
    SubShader
    {
        Pass
        {
            Material{
            Diffuse [_Color]
            Ambient [_Color]
            }

            Lighting On
        }
    }
}

编辑器

使用MonoDevelop这反人类的IDE来编排Shader居然是令人乐意的。有语法高亮，无语法指示。
如若习惯VisualStudio，可以如下实现.Shader文件的语法高亮。

• 下载作者donaldwu自己加上的第一词文件usertype.dat。其包括了Unity
  ShaderLab的有的重点字，和HLSL的装有重点字。关键字之后持续添加中。
• 将下载的usertype.dat放到Microsoft Visual Studio
  xx.x\CommonX\IDE\文本夹下；
• 打开VS，工具>选项>文本编辑器>文件扩张名，扩充名里填“shader”，编辑器选VC++，点击添加；
• 重启VS，Done。

活动装备GPU架构简述

《The Mali GPU: An Abstract Machine》系列以Arm Mali
GPU为例子给出了到家的议论，现简述如下：

• Part 1 – Frame
  Pipelining
  • Application/Geometry/Fragment三阶段组成，三者中最大才是瓶颈
  • OpenGL的同步API是个“illusion”，事实上是CommandQueue（直到际遇Fence会被恫吓同步）,以压缩CPU/GPU之间的互动等待
  • Pipeline
    Throttle，为了更低的推移，当GPU累积了多帧（往往是3帧，以eglSwapBuffers()或Present()来区分帧）的Command时，OS会通过eglSwapBuffers()或Present()来阻塞CPU让其跻身idle，从而预防更多延续Command的提交
• Part 2 – Tile-based
  Rendering
  • tile-based deferred rendering
    （Wiki，PowerVR/Mali/Adreno）是必不可缺的概念。其将Fragment一帧处理两个比如16×16的单元，并为Shader集成一个小但快的cache，从而大幅制止Shader和主内存之间带宽消耗（电量消耗）
• Part 3 – The Midgard Shader
  Core
  • GPU包含数个（当前普遍为4-8个）Unified Shading
    Core，可动态分配用于Vertex Shader、Fragment Shader或Compute
    Kernel
  • 各种Unified Shader
    Core包含数个（当前广大为2个）用于SIMD总括的运算器Arithmetic
    Pipeline（A-pipe），1个用于纹理采样的Texutre
    Pipeline（T-pipe），1个用于非纹理类的内存读写的Load/Store
    Pipeline（LS-pipe）比如顶点属性写读、变量访问等
  • 会举行Early-ZS测试尝试缩短Overdraw（看重于渲染物体提交顺序由前至后）
  • Arm的Forward Pixel
    Kill和PowerVR的Hidden
    Surface
    Removal做到像素级另外Overdraw缩小（不用倚重于渲染物体提交顺序由前至后）
  • 当Shader使用discard或clip、在Fragment
    Shader里修改深度值、半透明，将不可以举行Early-ZS，只能动用传统的Late-ZS
• Part 4 – The Bifrost Shader
  Core
  • 2016年的新型号，对架构作出了优化

使用Shader

2014-0720-1007-25-36.png

如上图，一句话总结：

1. GameObject里有MeshRenderer，
2. MeshRenderer里有Material列表，
3. 每个Material里有且只有一个Shader；
4. Material在编辑器暴露该Shader的可调属性。

故此最首假使怎么编写Shader。

ShaderLab中相继Space的坐标系

一般情状下，从Vertex Buff输入顶点到Vertex Shader，

• 该终端为左手坐标系Model Space中的顶点vInModel，
  其用w=1的Homogenous Cooridniates（故等效于Cartesian
  Coordinates）表明vInModel = float4(xm, ym, zm, 1)；
• vInWrold = mul(_Object2World , vInModel)后，得出左手坐标系World
  Space中的vInWorld，其为w=1的Homogenous
  Cooridniates（故等效于Cartesian
  Coordinates）vInWorld = float4(xw, yw, zw, 1)；
• vInView = mul(UNITY_MATRIX_V , vInWrold)后，得出右边坐标系View
  Space中的vInView，其为w=1的Homogenous
  Cooridniates（故等效于Cartesian
  Coordinates）vInWorld = float4(xv, yv, zv, 1)；
• vInClip = mul(UNITY_MATRIX_P , vInView)后，得出左手坐标系Clip
  Space中的vInClip，其为w往往不等于1的Homogenous
  Cooridniates（故一再不等效于Cartesian
  Coordinates）vInClip = float4(xc, yc, zc, wc)；
  设r、l、t、b、n、f的尺寸相对值如下图：

注意View Space中摄像机前方的z值为负数、-z为正数。则GL/DX/Metal的Clip
Space坐标为：
-   GL:
    -   `xc=(2nx+rz+lz)/(r-l)`;
    -   `yc=(2ny+tz+bz)/(t-b)`;
    -   `zc=(-fz-nz-2nf)/(f-n)`;
    -   `wc=-z`;
-   DX/Metal:
    -   `xc=(2nx+rz+lz)/(r-l)`;
    -   `yc=(2ny+tz+bz)/(t-b)`;
    -   `zc=(-fz-nf)/(f-n)`;
    -   `wc=-z`;

• vInNDC = vInClip / vInClip.w后，得出左手坐标系诺玛(Norma)lized Device
  Coordinates中的vInNDC，其为w=1的Homogenous
  Cooridniates（故等效于Cartesian
  Coordinates）vInNDC = float4(xn, yn, zn, 1)。
  xn和yn的取值范围为[-1,1]。
  • GL: zn=zc/wc=(fz+nz+2nf)/((f-n)z);
  • DX/Metal: zn=zc/wc=(fz+nf)/((f-n)z);
  • 在Unity中，zn的取值范围可以如此决定：
    • 如果UNITY_REVERSED_Z已定义，zn的取值范围是[UNITY_NEAR_CLIP_VALUE,
      0]，即[1,0]
    • 如果UNITY_REVERSED_Z未定义，zn的取值范围是[UNITY_NEAR_CLIP_VALUE,
      1]
      • 如果SHADER_API_D3D9/SHADER_API_D3D11_9X定义了，即[0,1]
      • 否则，即OpenGL情况，即[-1,1]

v2f vert (appdata v)
{
    v2f o;
    o.vertex = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
    // 1 、2、3是等价的，和4是不等价的
    // 因为是M在左、V在右，所以是Column Vector
    // 因为是HLSL/CG语言，所以是访问方式是Row-Major
    o.rootInView = mul(UNITY_MATRIX_MV, float4(0, 0, 0, 1)); // 1
    o.rootInView = float4(UNITY_MATRIX_MV[0].w, UNITY_MATRIX_MV[1].w, UNITY_MATRIX_MV[2].w, 1); // 2                
    o.rootInView = UNITY_MATRIX_MV._m03_m13_m23_m33;  // 3
    //o.rootInView = UNITY_MATRIX_MV[3]; // 4

    return o;
}

fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
{
    // 因为是ViewSpace是右手坐标系，所以当root在view前面的时候，z是负数，所以需要-z才能正确显示颜色
    fixed4 col = fixed4(i.rootInView.x, i.rootInView.y, -i.rootInView.z, 1);
    return col;
}

struct appdata
{
    float4 vertex : POSITION;
};
struct v2f
{
    float4 rootInView : TEXCOORD0;
    float4 vertex : SV_POSITION;
};

SubShader

Shader "ShaderLab Tutorials/TestShader" {
    SubShader
    {
        //...
    }
}

一个Shader有多少个SubShader。一个SubShader可精晓为一个Shader的一个渲染方案。即SubShader是为着针对不同的渲染意况而编制的。每个Shader至少1个SubShader、理论可以无限五个，但频繁两六个就够用。
一个整日只会选拔一个SubShader举行渲染，具体SubShader的选项规则包括：

• 从上到下采纳
• SubShader的标签、Pass的标签
  • 是不是合乎当下的“Unity渲染路径”
  • 是不是顺应当下的ReplacementTag
• SubShader是否和当前的GPU兼容
• 等

按此规则第一个被增选的SubShader将会用来渲染，未被挑选的SubShader在这一次渲染将被忽略。

参照资源

• Youtube：https://www.youtube.com/watch?v=hDJQXzajiPg
  （包括part1-6）。录像是一级的入门模式没有之一，所以墙裂提出即使不看下文的保有情节，都要去看一下part1。
• 书本：《Unity 3D ShaderLab开发实战详解》
• Unity各样合法文档

Shader形态之2：可编程Shader

Shader "ShaderLab Tutorials/TestShader"
{
    Properties {}

    SubShader
    {
        Pass
        {
          // ... the usual pass state setup ...

          CGPROGRAM
          // compilation directives for this snippet, e.g.:
          #pragma vertex vert
          #pragma fragment frag

          // the Cg/HLSL code itself
          float4 vert(float4 v:POSITION) : SV_POSITION{
            return mul(UNITY_MATRIX_MVP, v);
          }
          float4 frag() : COLOR{
            return fixed4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);
          }
          ENDCG
          // ... the rest of pass setup ...
          }
    }
}

• 意义最有力、最自由的造型。
• 特点是在Pass里冒出CGPROGRAM和ENDCG块
• 编译指令#pragma。详见官网Cg
  snippets。其中首要的包括：

编译指令	示例/含义
#pragma vertex name #pragma fragment name	替换name，来指定Vertex Shader函数、Fragment Shader函数。
#pragma target name	替换name（为2.0、3.0等）。设置编译目标shader model的版本。
#pragma only_renderers name name ... #pragma exclude_renderers name name...	#pragma only_renderers gles gles3， #pragma exclude_renderers d3d9 d3d11 opengl， 只为指定渲染平台（render platform）编译

• 引用库。通过形如#include "UnityCG.cginc"引入指定的库。常用的就是UnityCG.cginc了。其他库详见官网Built-in
  shader include
  files。
• ShaderLab内置值。Unity给Shader程序提供了方便的、常用的值，比如下边例子中的UNITY_MATRIX_MVP就代表了那些时刻的MVP矩阵。详见官网ShaderLab
  built-in
  values。
• Shader输入输出参数语义（Semantics）。在管线流程中每个阶段之间（比如Vertex
  Shader阶段和FragmentShader阶段之间）的输入输出参数，通过语义字符串，来指定参数的意义。常用的语义包括：COLOR、SV_Position、TEXCOORD[n]。完整的参数语义可见HLSL
  Semantic（由于是HLSL的连日，所以可能不完全在Unity里可以运用）。
• 专程地，因为Vertex
  Shader的的输入往往是管线的最开首，Unity为此放置了常用的数据结构：

数据结构	含义
appdata_base	vertex shader input with position, normal, one texture coordinate.
appdata_tan	vertex shader input with position, normal, tangent, one texture coordinate.
appdata_full	vertex shader input with position, normal, tangent, vertex color and two texture coordinates.
appdata_img	vertex shader input with position and one texture coordinate.

Forward Rendering

渲染路径内部子阶段	对应的LightMode	描述
Base

Pass|"ForwardBase"|渲染：最亮一个的可行性光光源（像素级）和相应的阴影、所有顶点级光源、LightMap、所有LightProbe的SH光源（Sphere
Harmonic，球谐函数，效能超高的低频光）、环境光、自发光。|
|Additional Passes|"ForwardAdd"|其他需要像素级渲染的的光源
瞩目到的是，在Forward
Rendering中，光源可能是像素级光源、顶点级光源或SH光源。其判断标准是：

• 配制成“Not Important”的光源都是顶点级光源和SH光源
• 最亮的方向光永远都是像素级光源
• 配置成“Important”的都是像素级光源
• 下面2种情状加起来的像素级光源数目小于“Quality
  Settings”里面的“Pixel Light
  Count”的话，会把第1种状态的光源补为额外的像素级光源。

另外，配置成“Auto”的光源有更复杂的判断标注，截图如下：

2014-0720-1607-31-40.png

切实可参照Forward Rendering Path
Details。

Shader基础

Pass

Shader "ShaderLab Tutorials/TestShader" {
    SubShader {
        Pass
        {
            //...
        }
    }
}

一个SubShader（渲染方案）是由一个个Pass块来推行的。每个Pass都会耗费对应的一个DrawCall。在满意渲染效果的动静下尽可能地回落Pass的多少。

Shader形态之4：Compiled Shader

点击a.shader文本的“Compile and show
code”，可以见见该文件的“编译”过后的ShaderLab
shader文件，文件名形如Compiled-a.shader。
其依然是ShaderLab文件，其涵盖最后交由给GPU的shader代码字符串。
先就其结构进行简述如下，会意识和上述的编译前ShaderLab结构很相似。

// Compiled shader for iPhone, iPod Touch and iPad, uncompressed size: 36.5KB
// Skipping shader variants that would not be included into build of current scene.
Shader "ShaderLab Tutorials/TestShader"
{
    Properties {...}
    SubShader {
        // Stats for Vertex shader:
        //        gles : 14 avg math (11..19), 1 avg texture (1..2)
        //       metal : 14 avg math (11..17)
        // Stats for Fragment shader:
        //       metal : 14 avg math (11..19), 1 avg texture (1..2)
        Pass {
            Program "vp" // vertex program
            {
                SubProgram "gles" {
                    // Stats: 11 math, 1 textures
                    Keywords{...} // keywords for shader variants ("uber shader")

                    //shader codes in string
                    "
                    #ifdef VERTEX
                    vertex shader codes
                    #endif

                    // Note, on gles, fragment shader stays here inside Program "vp"
                    #ifdef FRAGMENT
                    fragment shader codes
                    #endif
                    " 
                }

                SubProgram "metal"  {
                    some setup
                    Keywords{...}

                    //vertex shader codes in string
                    "..."
                }
            }

            Program "fp" // fragment program
            {
                SubProgram "gles" {
                    Keywords{...}
                    "// shader disassembly not supported on gles" //(because gles fragment shader codes are in Program "vp") 
                }

                SubProgram "metal" {
                    common setup
                    Keywords{...}

                    //fragment shader codes in string
                    "..."
                }
            }
        }
    }

    ...
}

Pass的Tag

Shader "ShaderLab Tutorials/TestShader" {
    SubShader {
        Pass
        {
            Tags{ "LightMode"="ForwardBase" }
            //...
        }
    }
}

和SubShader有投机专属的Tag类似，Pass也有Pass专属的Tag。
里面最重大Tag是
"LightMode"，指定Pass和Unity的哪一类渲染路径（“Rendering
Path”）搭配使用。除最要紧的ForwardBase、ForwardAdd外，这里需额外指示的Tag取值可概括：

• Always，永远都渲染，但不处Leica照
• ShadowCaster，用于渲染爆发阴影的物体
• ShadowCollector，用于采集物体阴影到屏幕坐标Buff里。

其他渲染路径相关的Tag详见上面章节“Unity渲染路径体系”。
切实所有Tag取值，可参看ShaderLab syntax: Pass
Tags。

Shader形态

涉及范围

正文只谈谈Unity ShaderLab相关的学识和利用方法。但，

• 既不研究渲染相关的根底概念，基础概念可参看Rendering Pipeline
  Overview等文章。
• 也不探究具体的渲染技巧
• 运动设备GPU和桌面设备GPU硬件架构上有较多不同点，详见下边的“移动设备GPU架构简述”一章。

Shader中的数据类型

有3种为主数值类型：float、half和fixed。
这3种为主数值类型可以再结合vector和matrix，比如half3是由3个half组成、float4x4是由16个float组成。

• float：32位高精度浮点数。
• half：16位中精度浮点数。范围是[-6万,
  +6万]，能确切到十进制的小数点后3.3位。
• fixed：11位低精度浮点数。范围是[-2, 2]，精度是1/256。

Why Bothers？

缘何曾经有ShaderForge这种可视化Shader编辑器、为啥Asset
Store已经有那么多炫酷的Shader组件可下载，仍然有必不可少学些Shader的编写？

2014-0718-1607-11-33.png

• 因为地点这个Shader工具/组件最后都是以Shader文件的情势而留存。
• 内需开发人士/技术画画有力量对Shader举行效能分析、效能评估、接纳、优化、兼容、甚至是Debug。
• 对于特种的急需，可能依然一向编写Shader相比较实在、高效。

简而言之，Shader编写是着重的；但有关紧不紧急，视乎项目要求。

SubShader的Tag

Shader "ShaderLab Tutorials/TestShader" {
    SubShader
    {
        Tags { "Queue"="Geometry+10" "RenderType"="Opaque" }
        //...
    }
}

SubShader内部可以有标签（Tags）的定义。Tag指定了那么些SubShader的渲染顺序（时机），以及任何的一些安装。

• "RenderType"标签。Unity可以运作时替换符合一定RenderType的具备Shader。Camera.RenderWithShader或Camera.SetReplacementShader配合使用。Unity内置的RenderType包括：
  • "Opaque"：绝大部分不透明的物体都施用这一个；
  • "Transparent"：绝大部分透明的物体、包括粒子特效都应用那个；
  • "Background"：天空盒都使用这一个；
  • "Overlay"：GUI、镜头光晕都选拔这么些；
  • 用户也得以定义任意自己的RenderType其一标签所取的值。
  • 应注意，Camera.RenderWithShader或Camera.SetReplacementShader不要求标签只好是RenderType，RenderType只是Unity内部用于Replace的一个标签而已，你也得以自定义自己全新的竹签用于Replace。
    譬如说，你为协调的ShaderA.SubShaderA1（会被Unity采取到的SubShader，常为Shader文件中的第一个SubShader）扩充Tag为"Distort"="On"，然后将"Distort"作为参数replacementTag传给函数。此时，作为replacementShader实参的ShaderB.SubShaderB1中若有也有一模一样的"Distort"="On"、且这A的质地参数包含B所需材质参数，则此SubShaderB1将顶替SubShaderA1用于这一次渲染。
  • 具体可参照Rendering with Replaced
    Shaders
• "Queue"标签。定义渲染顺序。预制的值为
• "Background"。值为1000。比如用来天空盒。
• "Geometry"。值为2000。大部分物体在这一个队列。不透明的实体也在此间。这多少个行列之中的实体的渲染顺序会有进一步的优化（应该是从近到远，early-z
  test可以去除不需经过FS处理的片元）。其他队列的物体都是按空间地方的从远到近举办渲染。
• "AlphaTest"。值为2450。已开展AlphaTest的物体在这一个行列。
• "Transparent"。值为3000。透明物体。
• "Overlay"。值为4000。比如镜头光晕。
• 用户可以定义任意值，比如"Queue"="Geometry+10"
• "ForceNoShadowCasting"，值为"true"时，表示不接受阴影。
• "IgnoreProjector"，值为"true"时，表示不接受Projector组件的黑影。

另，关于渲染队列和Batch的非官方经验总计是，一帧的渲染队列的更动，依次决定于各类渲染物体的：

• Shader的RenderType tag,
• Renderer.SortingLayerID,
• Renderer.SortingOrder,
• Material.renderQueue（默认值为Shader里的”Queue”）,
• Transform.z(ViewSpace)（默认为按z值在此从前到后，但当Queue是“Transparent”的时候，按z值从后到前）。

本条渲染队列决定了解后（可能有dirty
flag的体制？）渲染器再逐五次历这些渲染队列，“同一种”材质的渲染物体合到一个Batch里。

不同LightMode的Pass的被采用

一个工程的渲染路径是唯一的，但一个工程里的Shader是同意配有不同LightMode的Pass的。
在Unity，策略是“从工程安排的渲染路径格局初步，按Deferred、Forward、VertxLit的逐一，搜索最匹配的LightMode的一个Pass”。
比如说，在配备成Deferred路径时，优先选有Deferred相关LightMode的Pass；找不到才会选Forward相关的Pass；还找不到，才会选VertexLit相关的Pass。
再比如，在配置成Forward路径时，优先选Forward相关的Pass；找不到才会选VertexLit相关的Pass。

ShaderLab中的Matrix

当提到“Row-Major”、“Column-Major”，依照不同的场馆，它们或者指不同的趣味：

• 数学上的，首假使指矢量V是Row Vector、仍旧Column Vector。引用自[Game
  Engine Architecture 2nd Edition, 183]。留意到V和M的乘法，当是Row
  Vector的时候，数学上撰文VM，Matrix在右手，Matrix的最下面一行表示Translate；当是Column
  Vector的时候，数学上撰文MtVt，Matrix在左侧并且需要转置，Matrix最左边一列表示Translate。
• 访问接口上的：Row-Major即MyMatrix[Row][Column]、Column-Major即MyMatrix[Column][Row]。HLSL.aspx)/CG的造访接口都是Row-Major，比如MyMatrix[3]再次来到的是第3行；GLSL的拜会接口是Column-Major，比如MyMatrix[3]回去的是第3列。
• 寄存器存储上的：每个元素是按行存储在寄存器中、依旧按列存储在寄存器中。需要关注它的相似意况举例是，float2x3的MyMatrix，到底是占有2个寄存器（Row-Major）、依旧3个寄存器（Column-Major）。在HLSL里，能够因此#pragmapack_matrix设定row_major或者column_major。

上述意况，互不相干。
接下来，ShaderLab中，数学上是Column
Vector、访问接口上是Row-Major、存储上是（尚未查明）。

Properties

Shader "ShaderLab Tutorials/TestShader"
{
    Properties {
    _Range ("My Range", Range (0.02,0.15)) = 0.07 // sliders
    _Color ("My Color", Color) = (.34, .85, .92, 1) // color
    _2D ("My Texture 2D", 2D) = "" {} // textures
    _Rect("My Rectangle", Rect) = "name" { }
    _Cube ("My Cubemap", Cube) = "name" { }
    _Float ("My Float", Float) = 1
    _Vector ("My Vector", Vector) = (1,2,3,4)

    // Display as a toggle.
    [Toggle] _Invert ("Invert color?", Float) = 0
    // Blend mode values
    [Enum(UnityEngine.Rendering.BlendMode)] _Blend ("Blend mode", Float) = 1
    //setup corresponding shader keywords.
    [KeywordEnum(Off, On)] _UseSpecular ("Use Specular",  Float) = 0
    }

    // Shader
    SubShader{
        Pass{
          //...
          uniform float4 _Color;
          //...
          float4 frag() : COLOR{ return fixed4(_Color); }
          //...
             #pragma multi_compile __ _USESPECULAR_ON
          }
    }

    //fixed pipeline
    SubShader   {
        Pass{
            Color[_Color]
        }
    }
}

• Shader在Unity编辑器透露给美术的参数，通过Properties来实现。
• 所有可能的参数如上所示。首要也就Float、Vector和Texture这3类。
• 除此之外通过编辑器编辑Properties，脚本也可以经过Material的接口（比如SetFloat、SetTexture编辑）
• 从此未来在Shader程序通过[name]（固定管线）或直接name（可编程Shader）访问这么些属性。
• 在每一个Property后边也能类似C#那么充分Attribute，以高达额外UI面板成效。详见MaterialPropertyDrawer.html。

Shader形态之3：SurfaceShader

Shader "ShaderLab Tutorials/TestShader"
{
    Properties {   }

    // Surface Shader
    SubShader {
      Tags { "RenderType" = "Opaque" }
      CGPROGRAM
      #pragma surface surf Lambert
      struct Input {
          float4 color : COLOR;
      };
      void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
          o.Albedo = 1;
      }
      ENDCG
    }
    FallBack "Diffuse"
}

• SurfaceShader可以认为是一个光照Shader的语法糖、一个光照VS/FS的生成器。缩小了开发者写重复代码的急需。
• 在手游，由于对性能要求相比高，所以不指出选拔SurfaceShader。因为SurfaceShader是一个相比较“通用”的效果，而通用往往导致性能不高。
• 特色是在SubShader里冒出CGPROGRAM和ENDCG块。（而不是出新在Pass里。因为SurfaceShader自己会编译成六个Pass。）
• 编译指令是：
  #pragma surface surfaceFunction lightModel [optionalparams]
• surfaceFunction：surfaceShader函数，形如void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o)
• lightModel：使用的普照形式。包括Lambert（漫反射）和BlinnPhong（镜面反射）。
  • 也得以协调定义光照函数。比如编译指令为#pragma surface surf MyCalc
    • 在Shader里定义half4 LightingMyCalc (SurfaceOutput s, 参数略)函数举行处理(函数名在签名加上了“Lighting”）。
    • 详见Custom Lighting models in Surface
      Shaders
• 您定义输入数据结构（比如下边的Input）、编写自己的Surface函数处理输入、最后输出修改过后的SurfaceOutput。SurfaceOutput的概念为

struct SurfaceOutput {
    half3 Albedo; // 纹理颜色值（r, g, b)
    half3 Normal; // 法向量(x, y, z)
    half3 Emission; // 自发光颜色值(r, g, b)
    half Specular; // 镜面反射度
    half Gloss; // 光泽度
    half Alpha; // 不透明度
};

渲染路径的内部阶段和Pass的LightMode标签

每个渲染路径的中间会再分为多少个等级。
下一场，Shader里的每个Pass，都得以指定为不同的LightMode。而LightMode实际就是说：“我希望那一个Pass在这么些XXX渲染路径的这一个YYY子阶段被实践”。

Vertex Lit

渲染路径内部子阶段	对应的LightMode	描述
Vertex	"Vertex"	渲染无LightMap物体
VertexLMRGBM	"VertexLMRGBM"	渲染有RGBM编码的LightMap物体
VertexLM	"VertexLM"	渲染有双LDR编码的LightMap物体

Unity渲染路径（Rendering Path）序列

Shader

Shader "ShaderLab Tutorials/TestShader"
{
    // ...
}

2014-0720-1707-17-42.png

Shader的名字会直接控制shader在material里出现的路径

数据类型影响属性

• 精度够用就好。
  • 水彩和单位向量，使用fixed
  • 此外意况，尽量拔取half（即范围在[-6万,
    +6万]内、精确到小数点后3.3位）；否则才使用float。

概述

开发者可以在Unity工程的PlayerSettings设置对渲染路径举行3选1：

• Deferred
  Lighting，延迟光照路径。3者中最高质地量还原光照阴影。光照性能只与最终像素数目有关，光源数量再多都不会潜移默化属性。
• Forward
  Rendering，顺序渲染路径。能表明出Shader全部特点的渲染路径，当然也就协理像素级光照。最常用、效用最自由，性能与光源数目*受光照物体数目有关，具体性质视乎其实际运用到的Shader的复杂度。
• Vertex
  Lit，顶点光照路径。顶点级光照。性能最高、兼容性最强、协理特色最少、质地最差。

FallBack

Shader "ShaderLab Tutorials/TestShader"{
    SubShader { Pass {} }

    FallBack "Diffuse" // "Diffuse"即Unity预制的固有Shader
    // FallBack Off //将关闭FallBack
}

当本Shader的持有SubShader都不帮忙当前显卡，就会利用FallBack语句指定的另一个Shader。FallBack最好指定Unity自己预制的Shader实现，因其一般可以在此时此刻怀有显卡运行。

Deferred Ligting

渲染路径内部子阶段	对应的LightMode	描述
Base

Pass|"PrepassBase"|渲染物体消息。即把法向量、高光度到一张ARGB32的实体消息纹理上，把深度音讯保存在Z-Buff上。|
|Lighting Pass|无对应可编程Pass|依照Base
Pass得出的实体音讯，在屏幕坐标系下，使用BlinnPhong光照模式，把光照信息渲染到ARGB32的光照消息纹理上（RGB代表diffuse颜色值、A表示高光度）
|Final
Pass|"PrepassFinal"|根据光照信息纹理，物体再渲染五次，将光照音信、纹理音信和自发光音信最后混合。LightMap也在这多少个Pass举办。