UnityShader官方案例讲解——SurfaceShader(1)_unity shader案例解析

Living without an aim is like sailing without a compass.（John Ruskin）

接下来要做的就是对官方的着色器案例进行讲解，本着学习的态度，我会尽量解释每一行代码，因为还没有毕业，剩下的时间比较多，我会写的比较详细（慢&懒）

因为我也是新手，所以我很理解新手的痛处吗，在一开始我不会一下子列出好多好多的语法，或者是好多 好多的关键字，咱们一起从例子中不断的学习，虽然很慢，但是shader这条路是没有捷径的

若有不足之处 还望路过的前辈们不吝赐教（拱手状 O(∩_∩)O）

突然发现自己学和写出来一步一步进行讲解真的很不一样，应该是技术水平过于拙劣吧

step1
从最基础讲SurfaceShader，需要介绍其常用的标准的表面着色器输出结构（SurfaceOutput）

struct SurfaceOutput
{
    half3 Albedo;       //表面着色器当中常于做漫反射的颜色值，也就是SurfaceShader常用来进行输出的颜色值
    half3 Normal;       //游戏物体（mesh）的表面法线坐标
    half3 Emission;     //自发光颜色
    half Specular;      //镜面高光
    half Gloss;         //光泽系数
    half Alpha;         //透明度系数
};
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看完很蒙？
那就对了。。。说明我不是一个人O(∩_∩)O哈哈~（狂笑）

没关系，大家先放一放，紧接着会在案例中对这些属性及其作用进行讲解，先有个印象好了

step2
表面着色器的编译指令
我们在写vertex&*fragment shader 时 经常会为其指定一个通道进行渲染，但是SurfaceShader不可以放在通道（pass）内，因为表面着色器会自身编译为多个通道。

Shader"Example / AutisticPatient SurfaceShader1"
{
    SubShader
    {
        CGPROGRAM
        //表面着色器编译指令， #pragma + surface + surfaceFunction + LightModle 
        //这里指定了unity3D的内建光照模型：Lambert
        #pragma surface surf Lambert

        //其中“Input”是自定义的结构。Input 结构应包含表面函数所需的任何纹理坐标和额外自动变量。
        //SurfaceOutput刚才说了 是表面着色器标准输出结构体，这里Input将作为输入结构体，SurfaceOutput将用于输出
        void surf(Input IN, SurfaceOutput o)
        {

        }



        ENDCG
    }
}
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step3
表面着色器的输入结构体
下面是一部分可以放在输入结构体当中的值

    struct Input
        {
            float2 uv_MainTex;              //主纹理UV坐标值
            float2 uv2_MainTex;             //使用第二纹理坐标值
            float3 viewDir;                 //包含视线方向
            float4 screenPos;               //屏幕空间位置
            float3 worldPos;                // 将包含世界坐标空间位置。
        };
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剩下的不管有没有提到 都会在接下来的shader实例中进行讲解

表面着色器实例

（1）
因为是对官方案例的讲解，所以就按照官方的顺序来，我会逐句进行解释
并配上效果图供大家参考（图片是Down的）

从一个简单的SurfaceShader开始

Shader"Example / AutisticPatient SurfaceShader2"
{
    //刚开始官方给的是一个不需要纹理的shader，所以这里并没有大家常见的Properties
    //开始一个子shader
    SubShader
    {   
        //Tags 用来指示渲染引擎如何渲染，以及何时渲染。+ 标签有多种，灯光标签，队列标签等
        //这行代码的意思是此shader渲染不透明对象
        //RenderType tag 是渲染标签，它常用的有：
        //Opaque
        //Transparent
        //TransparentCutout
        //Background
        //Overlay
        Tags{"RenderType" = "Opaque"}
        //开始CG
        CGPROGRAM
        //定义表面着色器,并指定了unity内置的光照模式lambert（漫反射光照模式）
        #pragma surface surf Lambert

        //表面着色器输入结构体
        //为什么里面能写颜色值上边已经说过了
        struct Input
        {
             float4 color : COLOR;
        };

        //这个函数便是我们上面定义好的表面着色器 名称一定要完全相同.
        //然后将我们定义好的输入结构体放进去
        //想要使得表面着色器能够输出我们想要的颜色值，还必须将标准的表面着色器结构体作为输出放进形参内.
        //这里使用了inout关键字，意思是 SurfaceOutput结构体中传进来的参数既作输入也做输出.
        void surf(Input IN,inout SurfaceOutput o)
        {
            //相当于o.Albedo = (1,1,1)不要问为啥了吧（痛哭状）
            o.Albedo = 1;   
            //所以最后整个表面着色函数输出的便是SurfaceOutput下的Albedo值了.
        }


        ENDCG
    }

    //这里需要设置一个备胎着色器，如果以上着色器不能被设备支持 
    //便会使用下面的Diffuse着色器
    fallback"Diffuse"
}
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这个shader就不上效果图了，实在是没啥可看的，咳咳~

（2）
接下来是有纹理贴图的shader

Shader"Example / AutisticPatient SurfaceShader3"
{
    //属性块，这一代码块中定义的属性是对整个shader的定义(这句话可能不太恰当)
    //比如说,我们想要一个融化效果，那么在shader中肯定会有融化纹理以及主纹理的定义
    //还有包括融化速度，融化边缘效果等等，这些属性都是要在Properties中进行定义的
    Properties
    {
        //_MainTex的作用是关联整个shader代码，下面我们会在CG中进行关联，只有关联上，我们才能对这个纹理进行修改等操作
        //"MainTex" 的作用是在Inspector面板中创建一个可视化操作台，方便开发者在外部进行修改贴图，不需要修改shader.
        //2D的作用的指定我们所定义的对象的类型，这里是指2D纹理类型,如果你想定义一个贴图，那么就要用到它了
        //等号后面,不说了，就是初始化而已
        _MainTex("MainTex",2D) = "white"{}
    }

    SubShader
    {
        Tags{"RenderType" = "Opaque"}
        CGPROGRAM
        #pragma surface surf Lambert

        //输入结构体用于描述贴图的uv坐标，只有得到了uv坐标，才能对纹理进行采样等操作
        struct Input
        {
            //命名格式 uv + _MainTex
            float2 uv_MainTex;
        };

        //properties里已经说过了，想要对纹理贴图进行操作，就必须关联上
        //而为什么用sampler2D呢 
        //如果在Properties使用2D,CG里要用sampler2D，代表使用的是2维纹理
        //这是王八的屁股,规定（龟腚）
        sampler2D _MainTex;

        void surf(Input IN,inout SurfaceOutput o)
        {
            //tex2D是CG程序中用来对一张贴图（这里是_MainTex）中对一个点（IN.uv_MainTex）进行采样的方法
            //返回一个float4类型，并将其颜色的rgb值赋给了输出的像素颜色
            //总的来说，着色器会找到贴图上对应的UV坐标点，直接使用这个点的颜色信息rgb来进行着色.
            o.Albedo = tex2D(_MainTex,IN.uv_MainTex).rgb;
        }

        ENDCG
    }
    FallBack"Diffuse"
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ok 上个效果图先

本节就到这里吧

刚开始有很多细节是不能跳过的，所以注释会显得过于冗长（其实就是表达能力弱(。・・)ノ）