（十二）计算机图形学 之 Shader 基础知识及结构 (表面着色器)_shader着色器 需要设计的知识么

 GPU管道流水线的大致流程：

 

表面着色器

1.表面着色器包括4个函数：
        (1)：顶点变换函数；
        (2)：表面着色函数;
        (3)：光照模型；
        (4)：最终颜色修改函数;
2.表面着色器最终会被编译为一个复杂的顶点着色程序；

其中，（1）（3）（4）是可选的（可用可不用）

定义入口函数

1:#pragma surface 入口函数名称 光照模型 [Options]
2:suface 后面跟 表面着色的入口函数 surf(nput IN, inout SurfaceOutput o);
3：光照模型：
        (1)系统内置 Lambert(漫反射光照）BlinnPhong（高光光照）
        (2)自定义光照：名字为Name
                halt4 Lighting<Name>(SurfaceOutput s, half3 lightDir, half atten);
                half4 Lighting<Name>(SurfaceOutput s, half3 lightDir, half3 viewDir, half atten);
                half4 Lighting <Name>(SurfaceOutput s, half4 light);
可选参数：
4: vertex：name vertex入口函数：
void <Name> (mout appdata_ full ) 只需改顶点着色器中的输入顶点数据，
half4 <Name>(inout appdata full v, out Input o) 修改输入项点数据,以及为表面着色器传递数据；
5: finalcolor:name 最终颜色修改函数：
void <Name> (Input IN, SurfaceOutput o, inout fixed4 color); 

其他可选参数

1:alpha: Alpha 混合模式，用户半透明着色器；
2:alphatest: varirableName Alpha测试模式，用户透明镂空着色器。
3:exclude_ path:prepass 使用指定的渲染路径;
4:addshadow：添加阴影投射器和集合通道;
5:dualforward：将双重光照贴图用于正向渲染路径中：
6: fulforwardshadaiws 在正向渲染路径中支持的所有的阴影类型;
7:decal:add 附加印花着色器;
8:decal:blend 附加半透明印花着色器;
9:softvegetation 使用表面着色器，仅在Soft Vegetation 开启时被渲染；
10:noambient 不使用任何光照
11:novertexlights 在正向渲染中不适用球面调和光照或逐点光照，
12:nolightmap 在这个着色器上禁用光照贴图：
13:nodirlightmap 在这个着色器上禁用方向光照贴图；
14:noforwardadd 禁用正向渲染添加通道;
15:approxview：对于有需要的者鱼器，逐项点市不是逐像素计算规范化视线方向。
16:halfasview：将半方向传递到光照函数中

 Input 结构附加数据

Input:包含着色所需要的纹理坐标 uv纹理名字（纹理命名规范）;使用第二张纹理是uv2纹理名字（纹理命名规范）;
附加数据：
1:foat3viewDir 视图方向公
2:float4color 每个顶点的颜色插值
3:float4 screenPos 屏幕空间中的位置。
4:float3 worldPos 世界坐标空间;
5:1oot3worldRef1 世界空间中的反射向量;
6:float3 worldNormal 世界空间中的法线向量；
7:f0at3 worldRef1; INTERNAL DATA 世界坐标反射向量，但必须表面着色写入o.Normal参数;
8:float3 worldNormal;INTERNALDATA 世界坐标法线向量，但必须表面着色写入o.Normal参数；

SufaceOutput 结构体  三种类型

 SurfaceOutput:
1:half3 Albedo:漫反射的颜色值；
2:half3 Normal： 法线坐标;
3:half3 Emission;自发光颜色;
4:half Specular；镜面反射系数;
5:half Gloss;光泽茶数;
6:half Alpha;透明度系数;
SurfaceOutputStandard:
7:half Smoothness; // 0=粗糙,1=光滑
8:half Metallic; //0=非金属，1=金属
SurfaceOutputStandardSpecular:
fixed3 Albedo;
fixed3 Specular;
fixed3 Normal;
half3 Emission;
half Smoothness; // 0=粗糙，1=光滑
half Occlusion; 1/ 遮挡(默认1)
fixed Alpha;
 

surface Shader代码示例：

Shader "GFStudy/MysfShader"
{
    // 属性定义 绑定在编辑器上
    Properties
    {
        _Color ("Color", Color) = (1,1,1,1)
        _MainTex ("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {}
        _Glossiness ("Smoothness", Range(0,1)) = 0.5
        _Metallic ("Metallic", Range(0,1)) = 0.0
    }
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 200
 
        CGPROGRAM   //CG代码的开始
        // Physically based Standard lighting model, and enable shadows on all light types
        //#pragma surface surf Standard fullforwardshadows  // surf是入口函数 Standard是光照模型 
        #pragma surface surf Standard vertex:vert //vertex:vert 这里可以定义顶点的入口
 
        #include "UnityCG.cginc"
        // Use shader model 3.0 target, to get nicer looking lighting
        #pragma target 3.0
 
       // 这里的变量定义 要和上面Properties里的名称一致，后面的才可以使用到（访问到）
        sampler2D _MainTex;
 
        struct Input
        {
            float2 uv_MainTex; // 注意命名规则 uv_纹理的名称
        };
 
        half _Glossiness;
        half _Metallic;
        fixed4 _Color;
 
        // 顶点入口
        void vert(inout appdata_full v)
        {
            v.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
        }
 
        // Add instancing support for this shader. You need to check 'Enable Instancing' on materials that use the shader.
        // See https://docs.unity3d.com/Manual/GPUInstancing.html for more information about instancing.
        // #pragma instancing_options assumeuniformscaling
        UNITY_INSTANCING_BUFFER_START(Props)
            // put more per-instance properties here
        UNITY_INSTANCING_BUFFER_END(Props)
 
        // 表面着色的入口函数  注意这里的 IN 一定要是大写的
        void surf (Input IN, inout SurfaceOutputStandard o)
        {
            // Albedo comes from a texture tinted by color
            fixed4 c = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex) * _Color;
            o.Albedo = c.rgb;
            // Metallic and smoothness come from slider variables
            o.Metallic = _Metallic;
            o.Smoothness = _Glossiness;
            o.Alpha = c.a;
        }
        ENDCG  // CG代码的结束 
    }
    // 如果所有的pass 都无法使用，则降级
    FallBack "Diffuse"
}