shader基础教程上-着色器：开始

此教程将指引你如何建立自己的Shaders，让你的游戏场景看起来更好。Unity配备了强大
的阴影和材料的语言工具称为ShaderLab，以程式语言来看，它类似于CgFX和Direct3D的语法，
它不只纪录基本的端点或者映像点(vertex/pixel)资讯，也描述了材质所必要的一切资讯。
在unity材质检视器中可以看到Shaders的性质及多重shader(SubShaders)的描述，针对不同图
形硬件，每个描述也都完整的说明了图形硬件的彩现状态，fixed function pipeline如何设定、
vertex/ fragment programs如何作用。 Vertex and fragment程序可以使用高阶Cg程式语言或
低阶shader组合。
在这个教程中，我们将描述如何使用fixed function与programmable pipelines两种方式于
ShaderLab中撰写shaders，我们假设读者拥有基本的OpenGL或Direct3D彩现概念，并对cg有
fixed function与programmable pipelines的常识，HLSL或GLSL编程语言技术，一些Shader教
程与参考文件可于NVIDIA以及AMD的开发站上取得。
建立一个新的shader有两种方法，可以由菜单Assets->Create->Shader新增，或复制一个既有
的shader再进行编辑，新的shader可以透过双击来启动编辑画面(UniSciTE)
下面开始介绍一个基础的shader范例：
Shader "Tutorial/Basic" {
Properties {
_Color ("Main Color", Color) = (1,0.5,0.5,1)
}
SubShader {
Pass {
Material {
Diffuse [_Color]
}
Lighting On
}
着色器：开始
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}
}
Shader "Tutorial/Basic" {
Properties {
_Color ("Main Color", Color) = (1,0.5,0.5,1)
}
SubShader {
Pass {
Material {
Diffuse [_Color]
}
Lighting On
}
}
}
这个shader范例只是众多shader中最基本的一个，它定义了一个颜色性质，名称为Main Color，
并指定了玫瑰色的效果(red=100% green=50% blue=50% alpha=100%)，在调用时会跳过
Diffuse的材质设定(_Color)并开启顶点光源。
要测试这个shader，你可以建立一个新的材质，并于Shader下拉菜单选择(Tutorial->Basic)，
再把这个新材质指定到物件上，拖拉材质检视器的颜色表并查看其变化。是时候研究更复杂的事情
了！
假如你开启一个既有的复合shader，刚开始看可能会觉得有点难，在开始以前，我们将详细说明
unity内建的VertexLit shader。这个shader使用fixed function pipeline产生标准的per-vertex
照明。
Shader "VertexLit" {
Properties {
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_Color ("Main Color", Color) = (1,1,1,0.5)
_SpecColor ("Spec Color", Color) = (1,1,1,1)
_Emission ("Emmisive Color", Color) = (0,0,0,0)
_Shininess ("Shininess", Range (0.01, 1)) = 0.7
_MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" { }
}
SubShader {
Pass {
Material {
Diffuse [_Color]
Ambient [_Color]
Shininess [_Shininess]
Specular [_SpecColor]
Emission [_Emission]
}
Lighting On
SeperateSpecular On
SetTexture [_MainTex] {
constantColor [_Color]
Combine texture * primary DOUBLE, texture * constant
}
}
}
}
Shader "VertexLit" {
Properties {
_Color ("Main Color", Color) = (1,1,1,0.5)
_SpecColor ("Spec Color", Color) = (1,1,1,1)
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_Emission ("Emmisive Color", Color) = (0,0,0,0)
_Shininess ("Shininess", Range (0.01, 1)) = 0.7
_MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" { }
}
SubShader {
Pass {
Material {
Diffuse [_Color]
Ambient [_Color]
Shininess [_Shininess]
Specular [_SpecColor]
Emission [_Emission]
}
Lighting On
SeperateSpecular On
SetTexture [_MainTex] {
constantColor [_Color]
Combine texture * primary DOUBLE, texture * constant
}
}
}
}
所有的shaders都必须以Shader作为开始，接着是这个shader的名称(例如：VertexLit)，这个名
称将会显示于检视器(Inspector)。所有的语法都必须放在{ }之内。
如果要把shaders放在unity的submenus下面，请使用斜线，例如：MyShaders/Test，你将会
看到有个submenu名为MyShaders，下面有个shader名为Test，或是像这样MyShaders->Test
在Properties block下面接着的是SubShader block，每个描述都在这个段落中
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Properties
properties位于shader block一开始的位置，你可以定义任何性质，这些性质将可在材质检视器中
编辑，在VertexLit的个范例中，properties block看起来像这样：


properties block内的语法都是单行的，每一个性质描述都由内名称开始(例如：Color,
MainTex)，在后方的括弧号中所显示的名字也会显示于inspector检视器上，在此之后，描述的是
该性质的预设值：


可用的性质类型请参考Properties Reference。预设值与性质有关，以color为例，预设值应该由
四个值组成。
现在我们已经定义了四个性质，可以开始撰写实际的shader了
在开始以前，先了解shader的结构是如何定义的。
不同的绘图卡有不同的能力，例如：有的绘图卡支援fragment programs但有些没有，有些可以
一次处理四个贴图?(four textures)其他的可能只能处理两个或一个，为了要符合所有用户的硬体需
求，一个shader可以包涵多个SubShaders，当unity在运算shader时，它将详细察看所有的
subshaders而且使用硬体可支持的第一个。
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Shader "Structure Example" {
Properties { /* ...shader properties... }
SubShader {
// ...subshader that uses vertex/fragment programs...
}
SubShader {
// ...subshader that uses four textures per pass...
}
SubShader {
// ...subshader that uses two textures per pass...
}
SubShader {
// ...subshader that might look ugly but runs on anything : )
}
}
Shader "Structure Example" {
Properties { /* ...shader properties... }
SubShader {
// ...subshader that uses vertex/fragment programs...
}
SubShader {
// ...subshader that uses four textures per pass...
}
SubShader {
// ...subshader that uses two textures per pass...
}
SubShader {
// ...subshader that might look ugly but runs on anything : )
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}
}
此系统提供unity可以支援现有所有的硬体并取得最佳的品质。它作到了，然而，结果是必须撰写
很长的shaders语法
在每一个SubShader block，你可以设定彩现途径的状态；并定义彩现途径本身。完整的
SubShader语法请参照SubShader Reference章节
每个subshader等于是一个途径集。要对几何物件进行彩现，至少一定要有一个途径，内定的
VertexLit shader里面仅有一个途径：
view plaincopy to clipboardprint?
// ...snip...
Pass {
Material {
Diffuse [_Color]
Ambient [_Color]
Shininess [_Shininess]
Specular [_SpecColor]
Emission [_Emission]
}
Lighting On
SeperateSpecular On
SetTexture [_MainTex] {
constantColor [_Color]
Combine texture * primary DOUBLE, texture * constant
}
}
// ...snip...
// ...snip...
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Pass {
Material {
Diffuse [_Color]
Ambient [_Color]
Shininess [_Shininess]
Specular [_SpecColor]
Emission [_Emission]
}
Lighting On
SeperateSpecular On
SetTexture [_MainTex] {
constantColor [_Color]
Combine texture * primary DOUBLE, texture * constant
}
}
// ...snip...
通过指令可以定义一个特殊的方法，用来驱动绘图硬体彩现指定的几何物件
例如：上方语法中有一个Material block，定义了照明时所需要几项固定参数。而指令Lighting
On用来开启该照明设备，而SeperateSpecular On则是启用Seperate作为特殊镜射效果。
到目前为止的所有命令，皆属于支援OpenGL/Direct3D技术硬体本身可使用的固定功能，您可以
参考OpenGL红皮书，可以找到更多相关资料。
下一个命令是SetTexture，这是个非常重要的命令，这个命令可以定义影像纹理如何混合、组合
以及如何运用于我们的彩现环境里，SetTexture通常跟随于纹理的属性名称之后(我们在这里使用
_MainTex )，接下来的combiner block也是定义纹理的应用方式，这个combiner block的命令会
在萤幕显示每一个被执行的动作。
在这个block内我们设定了一个颜色值，并命名为_Color，我们会在后面使用这个颜色
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在下个命令，我们指定如何混合纹理以及颜色值。我们用Combine命令来混合其他纹理或颜色，
看起来像下面这样：
Combine ColorPart, AlphaPart
在这里ColorPart与AlphaPart定义了混合的颜色(RGB)以及alpha值(A)个别的资料，假如
AlphaPart被省略了，那它将与ColorPart的资料作混合
在我们的VertexLit范例中：
Combine texture * primary DOUBLE, texture * constant
这里的texture来源是当前的纹理(_MainTex)，它将与主要的颜色互相搭配(*)，主色为照明设备
的颜色，它是由Material计算出来的结果。最终是这两个倍增后的结果会增加照明强度.
aplha值(在逗号以后)是由constantColor倍增而得的结果。另一个常用的混合模式称为previous
(在这个shader未使用)，这是所有previous SetTexture的结果，并且可以用来混合多种纹理和颜
色。

注：本教程转自网上，原作者未知。

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