unity 定点着色器输入值

Posted 2022-11-26 天涯过客TYGK

unity shader有3中类型，分别是固定着色器，顶点片段着色器和表面着色器，
固定着色器固定功能着色器为固定功能渲染管线的具体表现，功能较简单兼容比较老的机器基本都快被淘汰了。
表面着色器是对定点片源着色器的封装，封装了好多创建的光照模型，降低shader的书写门槛，但是不方便理解shader实现原理。
定点和片段着色器，顾名思义是由定点着色器和片段着色器组成的，灵活度比较高，但是需要有一定的CG基础，片段着色器输入内容是由定点着色器提供的，这里主要说一下顶点着色器的输入。

顶点着色器输入的结构体语义包含：

POSITION:顶点的位置，通常为float3或float4 类型;
TANGENT:顶点法线向量，通常为float3类型;
NORMAL:切线向量（通常用在法线贴图中），通常为float4 类型;
TEXCOORD0:第一UV坐标，通常为float2，(TEXCOORDx纹理坐标，如果用float4类型存储，x、y、z分量如果没有值，默认是0，w分量默认为1)
TEXCOORD1:第二UV坐标
TEXCOORD2:第三UV坐标
TEXCOORD3:第四UV坐标
COLOR:每一个顶点的颜色值，通常为float4 类型;

position,tangent,normal,color比较好理解，就是定点的属性值，但是这个TEXCOORD的东西，困扰了我好久，什么是第一UV坐标，什么是第二UV坐标呢？由于自己不会建模，所以今天特意查了相关资料才明白一点儿，这个TEXCOORD其实和模型mesh的uv是对应的，

这个mesh属性里面可以看到它包含了uv和uv2，3d软件在导出模型的mesh的时候，是可以包含多个通道uv信息的，常见的模型一般都是单uv通道类型的，uv包含的是贴图在模型上面的对应位置信息

uv2比较特殊，uv2则主要是用来存储光照贴图用的纹理坐标用的，当勾选模型的generate lightmap uvs，进行烘焙的时候，如果mesh的uv2为空，unity会为mesh创建新的uv2，如果已经存在，则会用光照贴图去填充该纹理坐标，也就是说unity的光照贴图会自动占用uv2通道。

如果理解了mesh的uv，uv2，在来看shader输入语义中的TEXCOORD0，TEXCOORD1就容易理解了，TEXCOORD0就是模型顶点贴图的空间坐标，TEXCOORD1就是模型顶点光照贴图的空间坐标。
回顾一下unity渲染管线：参考 https://blog.csdn.net/u012722551/article/details/104276327
在应用阶段，获取模型的定点数据，定点着色器输入的值都是从模型上面读取的
几何阶段，定点数据传入到定点着色器，在由定点着色器进行数据转换，和部分逻辑处理，通过结构体传送到片段着色器，定点着色器操作对象是定点，片段着色器操作对象是三个定点构成的像素面，逐像素进行处理然后输出该像素点的颜色。

空间变换：模型空间-世界空间-观察空间-裁剪空间：参考https://my.oschina.net/u/918889/blog/1858627
Unity的Shader中，顶点着色器输入的值所对应的空间是模型空间，语义为POSITION，
UnityObjectToClipPos 方法实现了从模型坐标空间，转变为裁剪空间的操作。