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Unity Shader常见指令和标签_materialtoggle
作者：Cpp五条 | 2024-02-17 01:08:05
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materialtoggle
前言
学习Shader的过程中，经常见到一些不明其意的指令或标签或常量，本文记录下供以后参考，因ShaderLab语言也是不断发展的，而学习中看到的Shader很可能已过时，所以本文记录的内容也可能过时。
正文
一、Properties块中的特殊命令
| 命令 | 参数 | 说明 |
|---|---|---|
| [Header(test)] | 括号内即为头标题的显示文字 | 不要加引号，不支持中文 |
| [NoScaleOffset] | 隐藏贴图的Tilling和Offset选项 | |
| [Toggle] | 模拟开关，0为假，1为真，同[MaterialToggle] |
二、SubShader块中的渲染状态设置指令
| 指令 | 参数 | 说明 |
|---|---|---|
| Cull | Cull Back/Front/Off | 剔除模式 |
| ZTest | ZTest Less/Greater/Equal/LEqual/GEqual/NotEqual/Always | 深度测试 |
| ZWrite | ZWrite On/Off | 深度写入 |
| Blend | Blend xx | 颜色混合模式 |
Blend比较复杂，包含以下几种形式：
1. Blend Off
关闭颜色混合模式，默认值
2. Blend SrcFactor DstFactor
最终颜色 = SrcFactor*源颜色（即计算出来的片元颜色值） + DstFactor*目标颜色（即颜色缓冲区中的颜色值）
3. Blend SrcFactor DstFactor,SrcFactorA DstFactorA
与2相似，只是把Alpha通道分离出来了
上述SrcFactor和DstFactor的值可以为以下任一值：
| 指令 | 值 |
|---|---|
| One | 1 |
| Zero | 0 |
| SrcColor | 源颜色 |
| SrcAlpha | 源透明度 |
| DstColor | 目标颜色 |
| DstAlpha | 目标透明度 |
| OneMinusSrcColor | 1 - 源颜色 |
| OneMinusSrcAlpha | 1 - 源透明度 |
| OneMinusDstColor | 1 - 目标颜色 |
| OneMinusDstAlpha | 1 - 目标透明度 |
4. Blend Op
采用操作符进行计算
| 指令 | 值 |
|---|---|
| Add | 源颜色 + 目标颜色 |
| Sub | 源颜色 - 目标颜色 |
| RevSub | 目标颜色 - 源颜色 |
| Min | 取源颜色和目标颜色中的较小者 |
| Max | 取源颜色和目标颜色中的较大者 |
5. Blend OpColor,OpAlpha
与4相似，只是把透明通道分离出来了
二、SubShader块中的Tag标签
| 标签类型 | 值 | 说明 |
|---|---|---|
| Queue | Background/Geometry/AlphaTest/Transparent/Overlay | 对应值为1000/2000/2450/3000/4000 |
| RenderType | Opaque/Transparent/TransparentCutout/ Background/Overlay/TreeOpaque/TreeTransparentCutout/ TreeBillboard/Grass/GrassBillboard | 用于替代渲染和获取场景深度和法线信息 |
| DisableBatching | true/false | 禁用批处理 |
| ForceNoShadowCasting | true/false | 禁止投射阴影 |
| IgnoreProjector | true/false | 忽略Projector，通常用于半透明物体 |
| CanUseSpriteAtlas | true/false | 当该SubShader用于Sprite时用false |
| PreviewType | Plane/SkyBox | 预览形状 |
三、Pass块中的指令
1.Name “MYPASSNAME”
为该Pass命名，用于在其他Shader中通过UsePass命令调用该Pass，即使使用小写字母命名，Unity也会自动转为大写字母，所以UsePass命令中也需写成大写字母
2.GrabPass { “TextureName”}
抓取屏幕并生成纹理，TextureName为自定义纹理名称，默认为_GrabTexture
四、Pass块中的Tag标签
| 标签类型 | 值 | 说明 |
|---|---|---|
| LightMode | Always/ForwardBase/ForwardAdd/Deferred/ShadowCaster/ MotionVectors/PrepassBase/PrepassFinal/Vertex/VertexLMRGBM/VertexLM | 详见官方文档 |
| PassFlags | OnlyDirectional | 仅传送主平行光、环境光和LightProbe的光照数据 |
| RequireOptions | SoftVegetation | 满足给定条件才渲染该Pass |
五、#prama指令
| 指令 | 值 | 说明 |
|---|---|---|
| target | 2.0/2.5(default)/3.0/3.5(es3.0)/ 4.0/4.5(es3.1)/4.6(gl4.1)/5.0 | |
| geometry | 用于geometry shader，编译目标自动设为4.0 | |
| hull | 用于tessellation shader，编译目标自动设为4.6 | |
| domain | 同hull | |
| vertex | 顶点函数名 | 定义顶点函数入口 |
| fragment | 片元函数名 | 定义片元函数入口 |
| only_renderers | d3d9/d3d11/opengl/gles/xbox360/p3/flash | 指定渲染平台 |
| exclude_renderers | 同only_renderers | 排除指定平台 |
| multi_compile_fwdadd_fullshadows | 开启ForwardAdd中的阴影效果 | |
| multi_compile_fwdbase | 用于ForwardBase，保证光照衰减等光照变量被正确赋值 | |
| multi_compile_fwdadd | 用于ForwardAdd，保证光照衰减等光照变量被正确获取 |
六、Unity内置函数
| 函数 | 说明 |
|---|---|
| float4 UnityObjectToClipPos(float3 pos) | 将顶点坐标从模型空间转换到裁剪空间 |
| float3 UnityObjectToViewPos(float3 pos) | 将顶点坐标从模型空间转换到观察空间 |
| TRANSFORM_TEX(tex,name) (tex.xy * name##_ST.xy + name##_ST.zw) | 根据贴图的tilling和offset值计算uv，需要定义变量“贴图名称_ST”,例：_MainTex_ST |
| ComputeScreenPos(float4 pos) | 计算顶点在屏幕空间的位置 |
| float3 WorldSpaceViewDir(float4 v) | 输入顶点位置，输出世界空间下顶点到摄像机的方向 |
| float3 UnityWorldSpaceViewDir(float4 v) | 输入一个世界顶点，输出世界空间下该点到摄像机的方向 |
| float3 ObjSpaceViewDir(float4 v) | 输入顶点位置，输出模型空间下顶点到摄像机的方向 |
| float3 WorldSpaceLightDir(float4 v) | 仅用于前向渲染,输入顶点位置，输出世界空间下顶点到光源的方向 |
| float3 UnityWorldSpaceLightDir(float4 v) | 仅用于前向渲染,输入一个世界坐标，输出世界空间下该点到光源的方向 |
| float3 ObjSpaceLightDir(float4 v) | 仅用于前向渲染,输入顶点位置，输出模型空间下顶点到光源的方向 |
| float3 UnityObjectToWorldNormal(float3 norm) | 将法线方向从模型空间转换到世界空间 |
| float3 UnityObjectToWorldDir(in float3 dir) | 将方向从模型空间转换到世界空间 |
| float3 UnityWorldToObjectDir(float3 dir) | 将方向从世界空间转换到模型空间 |
| SHADOW_COORDS(i) | 放在FrowardBase渲染路径下顶点函数的输出结构体中，需引用”AutoLight.cginc”，i是可用寄存器索引 用于声明阴影纹理的坐标 |
| TRANSFER_SHADOW(o) | 计算结果即为阴影纹理的坐标，o为输出结构体，需放在顶点函数中 |
| SHADOW_ATTENUATION(i) | 计算阴影衰减值，需放在片元函数中，i为片元函数的输入结构体，即上式中的o 注意：以上三个函数使用时，需保证顶点函数的输入结构体变量为v，结构体的顶点坐标为vertex，输出结构体中的顶点坐标为pos |
| float2 ParallaxOffset (half h, half height, half3 viewDir) | 为视差法线贴图计算UV偏移 |
| fixed Luminance (fixed3 c) | 将颜色转换为亮度（灰度） |
| fixed3 DecodeLightmap (fixed4 color) | 从Unity光照贴图解码颜色（基于平台为RGBM 或dLDR） |
| float4 EncodeFloatRGBA (float v) | 为储存低精度的渲染目标，编码[0..1)范围的浮点数到RGBA颜色 |
| float DecodeFloatRGBA (float4 enc) | 解码RGBA颜色到float |
| float2 EncodeFloatRG (float v) | 类似EncodeFloatRGBA |
| float DecodeFloatRG (float2 enc) | 类似DecodeFloatRGBA |
| float2 EncodeViewNormalStereo (float3 n) | 编码视图空间法线到在0到1范围的两个数 |
| float3 DecodeViewNormalStereo (float4 enc4) | 从enc4.xy解码视图空间法线 |
七、Unity内置变量
| 函数 | 说明 |
|---|---|
| UNITY_MATRIX_MVP | 将顶点/方向从模型空间转换到裁剪空间 |
| UNITY_MATRIX_MV | 将顶点/方向从模型空间转换到观察空间 |
| UNITY_MATRIX_V | 将顶点/方向从世界空间转换到观察空间 |
| UNITY_MATRIX_P | 将顶点/方向从观察空间转换到裁剪空间 |
| UNITY_MATRIX_VP | 将顶点/方向从世界空间转换到裁剪空间 |
| UNITY_MATRIX_T_MV | UNITY_MATRIX_MV的转置矩阵 |
| UNITY_MATRIX_IT_MV | UNITY_MATRIX_MV的逆转置矩阵，可将法线从模型空间转换到观察空间 |
| _Object2World | 将顶点/方向从模型空间转换到世界空间，已修改为unity_ObjectToWorld |
| _World2Object | 将顶点/方向从世界空间转换到模型空间,已修改为unity_WorldToObject |
| _WorldSpaceCameraPos | 当前渲染的相机在世界空间中的位置 |
| _ProjectionParams | x=1(-1),y=near,z=far,w=1+1/far，near和far是近远裁屏幕到相机的距离 |
| _ScreenParams | x=width,y=height,z=1+1/width,w=1+1/height |
| _ZBufferParams | x=1-far/near,y=far/near,z=x/far,w=y/far |
| unity_OrthoParams | x=正交投影相机的宽度，y=正交投影相机的高度，z未定义，w=1（正交相机）/0(透视相机) |
| unity_CameraProjection | 该相机的投影矩阵 |
| unity_CameraInvProjection | 该相机的投影矩阵的逆矩阵 |
| unity_CameraWorldClipPlanes[6] | 该相机的6个裁剪屏幕在世界空间下的等式，存储顺序：左右下上近远 |
| UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT | 前向渲染下的环境光信息 |
| _LightColor0 | 光源颜色 |
| _WorldSpaceLightPos0 | 光源方向 |
| _LightMatrix0 | 世界空间到光源空间的变换矩阵 |
| unity_4LightPosX0 | 仅用于ForwardBase，前4个非重要光源的世界空间下的x坐标 |
| unity_4LightPosY0 | 仅用于ForwardBase，前4个非重要光源的世界空间下的y坐标 |
| unity_4LightPosZ0 | 仅用于ForwardBase，前4个非重要光源的世界空间下的z坐标 |
| unity_4LightAtten0 | 仅用于ForwardBase，前4个非重要光源的衰减因子 |
| unity_LightColor | 数组，仅用于ForwardBase，前4个非重要光源的颜色 |
| _Time | (t/20,t,2t,3t) |
| _SinTime | (t/8,t/4,t/2,t) |
| _CosTime | (t/8,t/4,t/2,t) |
| unity_DeltaTime | (dt, 1/dt, smoothDt, 1/smoothDt) |
| _CameraDepthTexture | 深度纹理，使用SAMPLE_DEPTH_TEXTURE函数获取深度值，使用Linear01Depth线性化深度值 |
| _CameraDepthNormalsTexture | 深度法线纹理,使用DecodeViewNormalStereo(tex2D(_CameraDepthNormalsTexture,i.uv).xy)获取[-1,1]之间的法线值 |
| unity_SpecCube0 | 天空盒贴图 |
| unity_SpecCube0_HDR | 用来解码天空盒颜色:DecodeHDR(UNITY_SAMPLE_TEXCUBE(unity_SpecCube0,i.worldRefl),unity_SpecCube0_HDR) |
八、语义
| 语义 | 说明 |
|---|---|
| VPOS | 屏幕坐标，x=ScreenWidth+0.5,y=ScreenHeight+0.5, z=[0(near),1(far)],w=1(正交投影)/[1/near,1/far](透视投影) |
| WPOS | 同VPOS 注：使用这两个语义定义的输入input可得到视口空间坐标：input.xy/_ScreenParams.xy 另一种等价方法：顶点函数中用ComputeScreenPos计算屏幕空间坐标，再在片元函数中用结果srcPos.xy/srcPos.w |
九、宏定义
| 宏 | 说明 |
|---|---|
| UNITY_UV_STARTS_AT_TOP | 判断当前平台是否DirectX，一半配合_MainTex_TexelSize.y(负数说明开启了抗锯齿)进行uv反转 |
| USING_DIRECTIONAL_LIGHT | 判断是否使用平行光 |
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