Unity shader 整理笔记_sv_vertexid

着色器语义

UnityObjectToClipPos(vertex) 物体——裁剪空间

从片元着色器返回结构对于不止返回单个颜色的 着色器非常有用。
片元着色器 输出支持的其他语义如下。

SV_TargetN：多个渲染目标
    SV_Target1、SV_Target2 等等：这些是着色器写入的附加颜色。这在一次渲染到多个渲染目标（称为“多渲染目标”渲染技术，简称 MRT）时使用。SV_Target0 等同于 SV_Target。

SV_Depth：像素着色器深度输出

二、 顶点着色器输出和片元着色器输入

顶点着色器需要输出顶点的最终裁剪空间位置，此输出需要具有 SV_POSITION 语义，并为 float4 类型。

• TEXCOORD0、TEXCOORD1 等语义用于指示任意高精度数据，如纹理坐标和位置。
• 顶点输出和片元输入的 COLOR0 和 COLOR1 语义用于低精度 0 到 1 范围的数据（如简单的颜色值）

三、 顶点着色器输出和片元着色器输入

        屏幕空间像素位置：VPOS

四、面对方向：VFACE

        片元着色器可以接收一种指示渲染表面是面向摄像机还是背对摄像机的变量

       return facing > 0 ?_ColorFront : _ColorBack;

五、顶点 ID：SV_VertexID

        顶点着色器可以接收具有“顶点编号”（为无符号整数）的变量。当您想要从纹理或 ComputeBuffers 中 获取额外的每顶点数据时，这非常有用。

        v2f vert ( float4 vertex : POSITION, // 顶点位置输入 uint vid : SV_VertexID // 顶点 ID，必须为 uint )

内置着色器 include 文件

Unity 中的着色器 include 文件采用 .cginc 扩展名，内置的着色器 include 文件包括：

• HLSLSupport.cginc -_（自动包含）_用于跨平台着色器编译的 helper 宏和定义。
• UnityShaderVariables.cginc -_（自动包含）_常用的全局变量。
• UnityCG.cginc - 常用的 helper 函数。
• AutoLight.cginc - 光照和阴影功能，例如表面着色器在内部使用此文件。
• Lighting.cginc - 标准表面着色器光照模型；当您编写表面着色器时会自动包含。
• TerrainEngine.cginc - 地形和植被着色器的 helper 函数。

HLSLSupport.cginc

编译 CGPROGRAM 着色器时会自动包含此文件（但不会对 HLSLPROGRAM 着色器包含此文件）。此文件声明各种预处理器宏以帮助进行多平台着色器开发。

UnityShaderVariables.cginc

编译 CGPROGRAM 着色器时会自动包含此文件（但不会对 HLSLPROGRAM 着色器包含此文件）。此文件声明着色器中常用的各种内置全局变量。

UnityCG.cginc

Shader 对象中通常会包含此文件。此文件声明大量内置 helper 函数和数据结构。

UnityCG.cginc 中的数据结构

• struct appdata_base：顶点着色器输入，包含位置、法线和一个纹理坐标。
• struct appdata_tan：顶点着色器输入，包含位置、法线、切线和一个纹理坐标。
• struct appdata_full：顶点着色器输入，包含位置、法线、切线、顶点颜色和两个纹理坐标。
• struct appdata_img: 顶点着色器输入，包含位置和一个纹理坐标。

UnityCG.cginc 中声明的函数

UnityCG.cginc 中的通用 helper 函数

UnityCG.cginc 中的前向渲染 helper 函数

仅当使用前向渲染（ForwardBase 或 ForwardAdd 通道类型）时，这些函数才有用。

UnityCG.cginc 中的屏幕空间 helper 函数

以下 helper 函数可计算用于采样屏幕空间纹理的坐标。它们返回 float4，其中用于纹理采样的最终坐标可以通过透视除法（例如 xy/w）计算得出。

这些函数还处理渲染纹理坐标中的平台差异。

UnityCG.cginc 中的顶点光照 helper 函数

仅当使用每顶点光照着色器（“Vertex”通道类型）时，这些函数才有用。

内置着色器变量

Unity 的内置文件包含着色器的全局变量：当前对象的变换矩阵、光源参数、当前时间等等。就像任何其他变量一样，可在着色器程序中使用这些变量，但如果已经包含相关的 include 文件，则不必声明这些变量。

变换

所有这些矩阵都是 float4x4 类型，并且是列主序的。

摄像机和屏幕

这些变量将对应于正在渲染的摄像机。例如，在阴影贴图渲染中，它们仍将引用摄像机组件值，而不是用于阴影贴图投影的“虚拟摄像机”。

时间

时间以秒为单位，并由项目 Time 设置中的时间乘数 (Time multiplier) 进行缩放。没有内置变量可用于访问未缩放的时间。

光照

光源参数以不同的方式传递给着色器，具体取决于使用哪个渲染路径， 以及着色器中使用哪种光源模式通道标签。

前向渲染（ForwardBase 和 ForwardAdd 通道类型）：

延迟着色和延迟光照，在光照通道着色器中使用（全部在 UnityDeferredLibrary.cginc 中声明）：

为 ForwardBase、PrePassFinal 和 Deferred 通道类型设置了球谐函数系数 （由环境光和光照探针使用）。这些系数包含由世界空间法线求值的三阶 SH 函数（请参阅 UnityCG.cginc 中的 ShadeSH9）。 这些变量都是 half4 类型、unity_SHAr 和类似名称。

顶点光照渲染（Vertex 通道类型）：

最多可为 Vertex 通道类型设置 8 个光源；始终从最亮的光源开始排序。因此，如果您希望 一次渲染受两个光源影响的对象，可直接采用数组中前两个条目。如果影响对象 的光源数量少于 8，则其余光源的颜色将设置为黑色。

光照贴图

雾效和环境光

其他

使用采样器状态

耦合的纹理和采样器

sampler2D _MainTex;
// ...
half4 color = tex2D(_MainTex, uv);

使用 HLSL 关键字 sampler2D、sampler3D 和 samplerCUBE 可声明纹理和采样器。

大部分情况下，这是您想要的结果，而且在较旧的图形 API (OpenGL ES) 中，这是唯一受支持的选项。

单独的纹理和采样器

Many graphics APIs and GPUs allow using fewer samplers than textures, and coupled texture+sampler syntax might not allow more complex shaders to be written. For example, Direct3D 11 allows using up to 128 textures in a single shader, but only up to 16 samplers.

Unity 允许使用 DX11 风格的 HLSL 语法来声明纹理和采样器，但需要通过一个特殊的命名约定来让它们匹配：名称为“sampler”+TextureName 格式的采样器将从该纹理中获取采样状态。

以上部分中的着色器代码片段可以用 DX11 风格的 HLSL 语法重写，并且也会执行相同的操作：

Texture2D _MainTex;
SamplerState sampler_MainTex; //"sampler"+"_MainTex"
// ...
half4 color = _MainTex.Sample(sampler_MainTex, uv);

在下面的示例中，对三个纹理进行采样，但只有一个采样器用于所有纹理：

Texture2D _MainTex;
Texture2D _SecondTex;
Texture2D _ThirdTex;
SamplerState sampler_MainTex; //"sampler"+"_MainTex"
// ...
half4 color = _MainTex.Sample(sampler_MainTex, uv);
color += _SecondTex.Sample(sampler_MainTex, uv);
color += _ThirdTex.Sample(sampler_MainTex, uv);

以上代码将在 Unity 支持的所有平台上进行编译，但会在 DX9 等旧平台上回退到使用三个采样器。

内联采样器状态

除了能识别名为“sampler”+TextureName 的 HLSL SamplerState 对象，Unity 还能识别采样器名称中的某些其他模式。这对于直接在着色器中声明简单硬编码采样状态很有用。例如：

Texture2D _MainTex;
SamplerState my_point_clamp_sampler;
// ...
half4 color = _MainTex.Sample(my_point_clamp_sampler, uv);

* 可根据每个轴 (UVW) 来指定包裹模式，例如"ClampU_RepeatV"。

Using materials with C# scripts

这允许您在游戏过程中修改材质上的数值、更改颜色和动态交换纹理。为此，最常用的一些函数是：

完整的材质处理函数列表

Material

class in UnityEngine

继承自：Object

变量

构造函数

公共函数

继承的成员

变量

公共函数

静态函数

运算符