UnityShader（二）Unity Shader结构

- 日理万妓 2023-09-29 14:51 9阅读 0赞

## ShaderLab ##

真正的Shader需要开发者与很多文件与设置打交道，才能呈现出想要的效果；而Unity Shader为我们提供了一层抽象，ShaderLab是Unity提供的一种专门为Unity Shader服务的语言。在Unity Shader的帮助下，开发者只需要使用ShaderLab编写Unity Shader文件，就可以完成所有的工作。

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## Unity Shader的结构 ##

Unity为我们提供了如下几种Unity Shader模板

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***Standard Surface Shader：*** 会创建一个包含标准光照模型的表面着色器模板。  
***Unlit Shader：*** 会创建一个不含光照的基本顶点/片元着色器。  
***Image Effect Shader：*** 会为我们实现各种屏幕后处理效果提供一个模板。  
***Compute Shader：*** 会产生一种特殊的Shader文件，这类Shader旨在利用GPU的并行性来进行一些与常规渲染流水线无关的计算。  
***Ray Tracing Shader：*** 会创建一个光线追踪着色器。

下面以顶点/片元着色器（Unlit Shader）为例讲解Unity Shader的基本结构。

// 当前Shader的名称,斜杠可以控制当前Shader显示在材质面板下拉列表的位置 
    Shader "Unlit/MyShader" 
    {
          
        // 属性块  
        Properties  
        {
          
      		//....
        }  
      
        SubShader  
        {
          
            //标签(key-value),可选  
            Tags  {
        }  
      
            // 渲染设置,可选
            Cull off 
    		//....
      
            Pass  
            {
          
                Name "MyPass" 
                Tags{
        }  
    			
                // 渲染设置 也可以在Pass通道中定义  
    			// .....
    			
                // CG语言代码,主要是顶点/片元着色器  
                CGPROGRAM  
    			// .... 
                ENDCG  
            }  
        }  
    	
        Fallback off // "name"/off 当上面的SubShader都无法执行时,执行此语句  
    }

#### Properties ####

Properties语义块支持的属性类型如下：

Properties  
    {
          
        _Int("Int",int) = 2  
        _Float("Float",float) = 1.5  
        _Range("Range",Range(0.0,2.0)) = 1.0  
    	
        _Color("Color",Color) = (1,1,1,1)  
        _Vector("Vector",Vector) = (1,2,3,4)  
    	
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {
        }  
        _Cube("Cube",Cube) = "white"{
        }  
        _3D("3D",3D) = "black"{
        }  
        // 相当于变量,会显示在Inspector面板中  
        // 结构: 变量名(显示名称,类型) = 默认值  
    }

对于属性块（Properties）中声明的变量，可以在材质面板进行调整（需要先将Shader指定给一个材质），材质面板中显示的变量名是引号中的名称，如果要再Shader中访问这些变量，可以通过变量名访问。

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#### SubShader ####

每一个Unity Shader都必须包含至少一个SubShader语义块。当游戏运行在不同平台上时，Unity会扫描所有的SubShader，并选择第一个能够运行的SubShader。如果都无法运行，则会调用Fallback语义指定的Unity Shader。

SubShader {
        
    	// 可选
    	[Tags]
    	// 可选
    	[RenderSetup]
    	// 必选,可以有多个
    	Pass{
        }
    	// 可选
    	[Fallback]
    }

##### Tags #####

SunShader的标签（Tags）是一个键值对，且键和值都是字符串类型。它用来告诉Unity该怎样及如何渲染这个对象。

SubShader支持的标签类型如下：

Tags  {
          
    	"Queue"="Transparent" //Queue 渲染顺序  
    	"RenderType"="Opaque" //RenderType 渲染类型(着色器替换功能) 
    	"DisableBatching"="True" //禁用批处理  
    	"ForceNoShadowCasting"="True" //是否投射阴影  
    	"IgnoreProjector"="True" //忽略Projector影响(通常用于透明物体)  
    	"CanUseSpriteAltas"="False" //是否用于图片的Shader(通常用于UI)  
    	"PreviewType"="Plane" //用作Shader面板预览的类型  
    }

##### RenderSetup #####

用于设置显卡的各种状态，例如是否开启混合/深度测试等。

常见的渲染状态设置选项如下：

Cull off // 设置剔除哪个面 [off(正反两面都渲染)/back/front]  
    ZTest Always // 设置深度测试使用的函数 [Always/Less/Greater/LEqual/GEqual/Equal/NotEqual]
    Zwrite off // 设置是否开启深度写入 [on/off]
    Blend [SrcFactor(源)] [DstFactor(目标)] //开启并设置混合模式  
    LOD 100 // 细节层次,unity引擎会根据不同的LOD值在使用不同的SubShader

##### Pass #####

每个Pass定义了一次完整的渲染流程，但如果Pass的数目过多，往往会造成性能下降。

Pass {
        
    	[Name]
    	[Tags]
    	[RenderSetup]
    	// CG代码
    	//....
    }

Name语句可以设置当前Pass的名称，可以在其他Unity Shader中使用UsePass命令来使用这个Pass，需要注意的是，使用UsePass命令时必须使用大写形式的名字。

用法如下：  
`Name "MyPass"`

Pass同样可以设置标签，但不同于SunShader的标签，这些标签也用于告诉引擎怎样渲染这个物体。

Pass中使用的标签类型如下：

Tags{
          
    	"LightMode"="ForwardBase"// 定义该Pass通道在Unity渲染流水中的角色  
    	"RequireOptions"="SoftVegetation"// 满足某些条件时才渲染该Pass通道 
    }

SubShader的渲染状态设置同样适用于Pass。

#### Fallback ####

当前Unity Shader中的SunShader都无法运行时，调用Fallback语句，一般用于指定一个最基础的Shader。

用法如下  
`Fallback "name"`  
或  
`Fallback off`

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