【Unity Shaders】学习笔记——SurfaceShader(二)两个结构体和CG类型
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写作本系列文章时使用的是Unity5.3。
写代码之前:
当然啦,如果Unity都没安装的话肯定不会来学Unity Shaders吧?
阅读本系列文章之前你需要有一些编程的概念。
在VS里面,Unity Shaders是没有语法高亮显示和智能提示的,VS党可以参考一下这篇文章使代码高亮显示,也可以下载
shaderlabvs
或NShader
之类的插件使代码高亮显示。这是针对小白的Unity Shaders的基础知识,如果你已经有了基础或者你是大神,那么这些文章不适合你。
由于作者水平的局限,文中或许会有谬误之处,恳请指出。
上一篇文章里我们已经见过了一个简单的surface shader程序了,这是Unity自动生成的。
上一篇,我们还没有讲解CG的类型。
我们在程序里看到了Sampler2D
、float2
、half
、fixed4
几个类型,是不是觉得有些眼熟?C语言里有float这个类型,那这个float2是什么类型?听我详细道来:
CG支持7种数据类型:
float 32位浮点数
half 16位浮点数
int 32位整型数
fixed 12位定点数
bool 布尔数据
sampler 纹理对象的句柄,公有sampler, sampler1D, sampler2D, sampler3D, samplerCUBE, 和 samplerRECT 六种
string 字符,其实没有必要在CG中用到字符
向量类型 float2就是2元的float类型的向量,fixed4就是4元的fixed类型的向量
向量最长不超过4元
此外,CG还支持矩阵数据类型,比如:
float2×4 matrix; // 表示2×4阶矩阵,包含8个float类型数据
那么定义变量的时候怎么知道该用哪种类型呢?有个简单的记忆原则:
精度够用就好
颜色和单位向量,使用fixed
其他情况,尽量使用half(即范围在[-6万, +6万]内、精确到小数点后3.3位);否则才使用float。
下面介绍surface shader的输入输出结构:
输入结构就是存储输入的信息,输出结构就是存储要输出的信息,也就是我们的眼睛会看见的效果。
输入结构通常是这样的:
struct Input
{
float2 uv_MainTex;
}
里面保存着纹理坐标。纹理坐标必须命名为“uv”+"纹理名称",uv_MainTex就是名为_MainTex的纹理的uv坐标。
float3 viewDir - will contain view direction, for computing Parallax effects, rim lighting etc.
为了计算视差、边缘光照等效果,Input需要包含视图方向。 float4 screenPos - will contain screen space position for reflection effects. Used by WetStreet shader in Dark Unity for example.
屏幕坐标。 为了获得反射效果,需要包含屏幕坐标。比如在Dark Unity例子中所使用的 WetStreet着色器。 float3 worldPos - will contain world space position.
世界坐标。 float3 worldRefl - will contain world reflection vector if surface shader does not write to o.Normal. See Reflect-Diffuse shader for example.
世界中的反射向量。如果表面着色不写入o.Normal, 将包含世界反射向量。 float3 worldNormal - will contain world normal vector if surface shader does not write to o.Normal.
世界中的法线向量。如果表面着色器不写入法线(o.Normal)参数,将包含这个参数。 float3 worldRefl - will contain world reflection vector if surface shader writes to o.Normal. To get the reflection vector based on per-pixel
normal map, use WorldReflectionVector (IN, o.Normal).
世界反射向量。如果表面着色写入到o.Normal,将包含世界反射向量 。为了得到基于每个像素的法线贴图的反射向量, 使用WorldReflectionVector的(IN输入, o.Normal)。 float3 worldNormal - will contain world normal vector if surface shader writes to o.Normal. To get the normal vector based on per-pixel normal
map, use WorldNormalVector (IN, o.Normal).
世界法线向量。如果表面着色写入到o.Normal, 将包含世界法线向量。为了得到基于每个像素的法线贴图的法线向量,请使用世界法线向量((IN输入, o.Normal)
surface shader的默认的几种输出结构如下,输出结构也是可以自定义的。
struct SurfaceOutput
{
fixed3 Albedo; // 漫反射颜色
fixed3 Normal; // 切线空间法线,如果赋值的话
fixed3 Emission; // 自发光颜色
half Specular; // 高光强度,范围是0-1
fixed Gloss; // specular intensity
fixed Alpha; // 透明度
};
struct SurfaceOutputStandard
{
fixed3 Albedo; // 基础 (漫反射或镜面反射) 颜色
fixed3 Normal; // 切线空间法线,如果赋值的话
half3 Emission; // 自发光颜色
half Metallic; // 0=非金属, 1=金属
half Smoothness; // 0=粗糙, 1=光滑
half Occlusion; // 遮挡(默认1)
fixed Alpha; // 透明度
};
struct SurfaceOutputStandardSpecular
{
fixed3 Albedo; // 漫反射颜色
fixed3 Specular; // 镜面反射颜色
fixed3 Normal; // 切线空间法线,如果赋值的话
half3 Emission; // 自发光颜色
half Smoothness; // 0=粗糙, 1=光滑
half Occlusion; // 遮挡(默认1)
fixed Alpha; // 透明度
};
下一篇就要开始写Shader了。
感觉这篇有点像reference……