顶点着色器（Vertex Shader)是完全可编程的，它通常用于实现顶点的空间变换、顶点着色、逐顶点光照等功能。
曲面细分着色器(Tessellation Shader)是一可选的着色器，它用于细分图元。
几何着色器(Geometry Shader)同样是可选的着色器，它可以被用于执行逐图元(Per-Printitive)的着色操作，或者被用于产生更多的图元。
裁剪阶段是可配置的。例如，我们可以使用自定义的裁剪平面来配置裁剪区域，也可以通过指令控制裁剪三角图元的正面还是背面。
屏幕映射(Screen Mapping)阶段是不可配置和编程的，它负责把每个图元的坐标转换到屏幕坐标系中。
三角形设置（Triangle Setup）和三角形遍历（Triangle 'Traversal)阶段也都是固定函数(Fixed-Function）的阶段。
片元着色器（Fragment Shader)，则是完全可编程的，它用于实现逐片元（Per-Fragment）的着色操作，重要功能：纹理采样。
逐片元操作（Per-FragmentOperations）阶段负责执行很多重要的操作，例如修改颜色、深度缓冲、深度测试、模板测试、进行混合等，它不是可编程的,但具有可配置性。

2、Draw Call

应用阶段CPU调用图像编程接口向GPU发送渲染命令，DrawCall多了会影响帧率，因为GPU的处理速度往往大于CPU提交命令的速度。

减少DrawCall：使用批处理（Batching）。将多个小的DrawCall合并为一个大的DrawCAll，适用于静态物体。

避免使用大量很小的网络；避免使用过多材质，尽量在不同网格之间使用同一个材质。

3、固定函数的流水线

固定函数的流水线（Fixed-Function Pipeline)，也简称为固定管线，通常是指在较旧的 GPU上实现的渲染流水线。这种流水线只给开发者提供一些配置操作，但开发者没有对流水线阶段的完全控制权。

基本不用了。

4、SubShader、状态、标签、Pass

SubShader 中定义了一系列 Pass 以及可选的状态([RenderSetup])和标签([Tags])设置。每个Pass定义了一次完整的渲染流程，但如果 Pass的数目过多，往往会造成渲染性能的下降。因此，我们应尽量使用最小数目的Pass。状态和标签同样可以在 Pass声明。不同的是，SubShader中的一些标签设置是特定的。也就是说，这些标签设置和Pass中使用的标签是不一样的。而对于状态设置来说，其使用的语法是相同的。但是，如果我们在SubShader进行了这些设置，那么将会用于所有的Pass。

常见的渲染状态设置选项

状态名称	设置指令	解释
Cull	Cull Back \| Front \| Off	设置剔除模式:剔除背面/正面/关闭剔除
ZTest	ZTest Less Greater LEqual \| GEqual \| Equal \| NotEqual \|Always	设置深度测试时使用的函数
ZWrite	ZWrite On Off	开启/关闭深度写入
Blend	Blend SrcFactor DstFactor	开启并设置混合模式

Subshader标签

Pass

二、基础数序问题

1、笛卡尔坐标系

2、矢量计算

点积 dot(a,b) :计算投影长度

叉积 cross(a,b) ：计算与a,b向量垂直的向量

叉积的方向与坐标系有光

3、矩阵

对角矩阵：如果一个矩阵除了对角元素外的所有元素都为0,那么这个矩阵就叫做对角矩阵。

单位矩阵：对角线数值都为1的特殊的对角矩阵。用I表示。

逆矩阵：

正交矩阵：单位坐标系就是正交矩阵，及标准正交积。

性质：

注意：

（1）Untiy经常把矢量放在矩阵右侧，即矢量为列向量，变换矩阵为三个行向量组成

（2）unity中等价于

（3）我们约定的变换顺序为：缩放，旋转，平移

4、坐标空间变换

（1）把子坐标空间下表示的点或矢量A转换到父坐标空间下的表示A。

（2）把父坐标空间下表示的点或矢量B,转换到子坐标空间下的表示B。

其中，Mc-p表示的是从子坐标空间变换到父坐标空间的变换矩阵，而 Mp-c是其逆矩阵（即反向变换)。我们只需要解出两者之一即可，另一个矩阵可以通过求逆矩阵的方式来得到。

p(父）坐标轴中一点（a,b,c）

p坐标轴中子坐标轴原点Oc，三个坐标轴Xc,Yc,Zc. （这里Xc,Yc,Zc不要求为单位矢量）

可以通过变换矩阵获得子坐标系的原点和三个轴向（这里需要归一化）

(3)对于方向矢量的变换矩阵（不需要考虑平移变换）

在Shader中，我们常常会看到截取变换矩阵的前3行前3列来对法线方向、光照方向来进行空间变换。

（4）unity的空间

a.模型空间（model Space）

b.世界空间（world Space）模型变换（模型空间到世界空间）变换顺序：缩放，旋转，平移

c.观察空间（view Space），也称为摄像机空间（Camera Space）右手坐标系观察变换（世界空间到观察空间）

d.裁剪空间（clip Space）这里用于变换的矩阵称为裁剪矩阵（clip matrix）或投影矩阵(projecrtion matrix)

裁剪空间在视锥体（View frustum）内；

正交投影（Orthographic projection）透视投影（Perspective projection）

e.屏幕空间

5、法线变换

一般来说，点和绝大部分方向矢量都可以使用同一个4×4或3×3的变换矩阵Ma-b;把其从坐标空间A变换到坐标空间B中。但在变换法线的时候,如果使用同一个变换矩阵,可能就无法确保维持法线的垂直性。

求原变换矩阵的逆转置矩阵。

（1）使用UNITY_MATRIX_IT_MV (MV的逆转置矩阵)可以将法线从模型空间变换到观察空间

（2）从观察空间到模型空间

float4 modelPos = mul(transpose(UNITY_MATRIX_IT_MV),viewpos)；

或使用行矩阵乘法

float4 modelPos = mul(viewpos,UNITY_MATRIX_IT_MV);

（3）unityshader 内置函数UnityObjectToWorldNormal（normal）可以将法线从模型空间变换到世界空间

fixed3 worldNormal=UnityObjectToWorldNormal(v.normal);

6、观察空间->模型空间(顶点或矢量)

前提：对于方向矢量（没有平移需求），只存在统一缩放和旋转，可以截取UNITY_MATRIX_T_MV的前三行前三列作为变换矩阵。（使用前矢量进行归一化，消除统一缩放的影响。）

此时UNITY_MATRIX_T_MV为一个正交矩阵，矩阵的逆等于转置。

7、（顶点或矢量）从观察空间到模型空间

float4 modelPos = mul(transpose(UNITY_MATRIX_IT_MV),viewpos)；

或使用行矩阵乘法

float4 modelPos = mul(viewpos,UNITY_MATRIX_IT_MV);

8、矩阵乘法注意（代码）

shader中不用在意输出的是行矩阵还是列矩阵，最后结果一样即可。

CG使用的是行优先，填充时是一行一行的。

9、unity屏幕坐标ComputeScreenPos/VPOS/WPOS

后续更新

来自《Unity Shader入门精要》

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