Unity3D shader(2)——surface shader一_unity3d surface shader uv

这里以Unity3D的官方例子为例。外加一些自己的理解。

surface shader相比于fixed shader，语法有很大的区别。

首先来看一个简单的surface shader。

1、给物体添加一个白色的颜色

其中："RenderType" = "Opaque" 表示渲染模式为非透明的，#pragma surface surf Lambert表示光照模型是Lambert。

Shader "Custom/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"
}

2、给物体增加一个贴图

第一步要给属性添加一个空白的贴图

_MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}

第二步提供一个输入的结构，然后把贴图给转换一下（tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex)）。

Shader "Custom/Surface Shader" {

	 Properties {
      _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
    }
    SubShader {
      Tags { "RenderType" = "Opaque" }
      CGPROGRAM
      #pragma surface surf Lambert
      struct Input {
          float2 uv_MainTex;
      };
      sampler2D _MainTex;
      void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
          o.Albedo = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb;
      }
      ENDCG
    } 
    Fallback "Diffuse"
}

3、法线贴图

这里的法线贴图有两个图：一个是外表面的贴图（MainTex），一个是凹凸贴图(BumpMap)，法线贴图使得原本平面的贴图显示得有立体效果，可以减少物体的面。

Shader "Custom/Surface Shader" {

	 Properties {
      _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
      _BumpMap ("Bumpmap", 2D) = "bump" {}
    }
    SubShader {
      Tags { "RenderType" = "Opaque" }
      CGPROGRAM
      #pragma surface surf Lambert
      struct Input {
        float2 uv_MainTex;
        float2 uv_BumpMap;
      };
      sampler2D _MainTex;
      sampler2D _BumpMap;
      void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
        o.Albedo = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb;
        o.Normal = UnpackNormal (tex2D (_BumpMap, IN.uv_BumpMap));
      }
      ENDCG
    } 
    Fallback "Diffuse"
}

4、边缘光效果

边缘光效果使得物体边缘足够亮，而物体的光取决于面的法线和观察线之间的夹角。从效果图中可以看到，边缘比较明显，另外不同面的光照强度不一样。

Shader "Custom/Surface Shader" {

Properties {
      _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
      _BumpMap ("Bumpmap", 2D) = "bump" {}
      _RimColor ("Rim Color", Color) = (0.26,0.19,0.16,0.0)
      _RimPower ("Rim Power", Range(0.5,8.0)) = 3.0
    }
    SubShader {
      Tags { "RenderType" = "Opaque" }
      CGPROGRAM
      #pragma surface surf Lambert
      struct Input {
          float2 uv_MainTex;
          float2 uv_BumpMap;
          float3 viewDir;
      };
      sampler2D _MainTex;
      sampler2D _BumpMap;
      float4 _RimColor;
      float _RimPower;
      void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
          o.Albedo = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb;
          o.Normal = UnpackNormal (tex2D (_BumpMap, IN.uv_BumpMap));
          half rim = 1.0 - saturate(dot (normalize(IN.viewDir), o.Normal));
          o.Emission = _RimColor.rgb * pow (rim, _RimPower);
      }
      ENDCG
    } 
    Fallback "Diffuse"
}

5、细节纹理

细节纹理有三层贴图，第一层是主纹理图，第二层是凹凸图，主要体现法线的效果，第三层是细节图。第一层图与第三层图叠加显示，叠加后再与法线贴图结合起来，呈现出细节和法线贴图的效果。

Shader "Custom/Surface Shader" {

Properties {
      _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
      _BumpMap ("Bumpmap", 2D) = "bump" {}
      _Detail ("Detail", 2D) = "gray" {}
    }
    SubShader {
      Tags { "RenderType" = "Opaque" }
      CGPROGRAM
      #pragma surface surf Lambert
      struct Input {
          float2 uv_MainTex;
          float2 uv_BumpMap;
          float2 uv_Detail;
      };
      sampler2D _MainTex;
      sampler2D _BumpMap;
      sampler2D _Detail;
      void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
          o.Albedo = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb;
          o.Albedo *= tex2D (_Detail, IN.uv_Detail).rgb * 2;
          o.Normal = UnpackNormal (tex2D (_BumpMap, IN.uv_BumpMap));
      }
      ENDCG
    } 
    Fallback "Diffuse"
}