Shader入门——我的第一篇shader

Posted 2022-04-18 御雪妃舞

说到shader,很早前就开始看了，但是只是个大概，没有深入的研究，所以只能大概看看，自己写不出来，但是后来发现做项目过程中还是自己写比较快，于是，从这篇博客开始，准备深入研究一下。

另外，发现博客被抄袭和转载的厉害，还被别人加上了别人的水印，这点很不喜欢，所以，以后的博客，楼主会加自己的水印。

言归正传，我们将简单的从开头，属性和简单的调用介绍，后面还有一个博主研究的郁闷的问题，会的可以解答下：

1.前期准备

前期准备很简单，新建一个工程，新建一个场景，并保存，在场景中创建一个plane,两个球，如图：

然后，在Project面板下新建一个文件夹，叫1DiffuseShading,在下面分别建立Materials和Shaders文件夹，子文件夹下新建对应的shader和材质，并命名，最终结果如图：

2.Shader头部路径

如下是我新建的Shader的头部路径

Shader "MyShaders/_BasicDiffuse"

shader的头部路径代表的是你的材质选择shader时的下拉菜单的路径，也可以直接把shader拖到材质上，如图

或者直接下拉菜单选择：

3.Shader属性

Properties
	
		_EmissiveColor("Emissive Color",Color) = (1,1,1,1)
		_AmbientColor("Ambient Color",Color) = (1,1,1,1)
		_MySliderVale("This is  a Slider",Range(0,10)) = 2.5
		_Color("Color",Color) = (1,1,1,1)
	

这一段代码就是我的Shader的属性，包含变量名，变量显示名，变量类型，变量默认值，详细如下

这里举列的是Color,下面我们介绍下还有那些类型和举列，具体见下面表格

4.调用变量

整个代码如下：

Shader "MyShaders/_BasicDiffuse"

	Properties
	
		_EmissiveColor("Emissive Color",Color) = (1,1,1,1)
		_AmbientColor("Ambient Color",Color) = (1,1,1,1)
		_MySliderVale("This is  a Slider",Range(0,10)) = 2.5
	

		SubShader
		
			Tags  "RenderType" = "Opaque" 
			LOD 200


			CGPROGRAM
			#pragma surface surf Lambert

			float4 _EmissiveColor;
			float4 _AmbientColor;
			float _MySliderVale;

			struct Input
			
				float2 uv_MainTex;
			;

			void surf(Input IN,inout SurfaceOutput o)
			
				float4 c;
				c = pow((_EmissiveColor + _AmbientColor), _MySliderVale);
				o.Albedo = c.rgb;
				o.Alpha = c.a;
			

			ENDCG

		

其中这个

Tags:

标签，暗示你的Shader输出什么 RenderType有Opaque(非透明物体)，Transparent(透明物体)                                "IgnoreProjector"="True"（不被Projectors影 响）        "ForceNoShadowCasting"="True"（从不产生阴影）
"Queue"="xxx"（指定渲染顺序队列）,预定义的Queue有Backgroud,Geometry,AlphaTest,Transparent,Overalay

• Background - 最早被调用的渲染，用来渲染天空盒或者背景
• Geometry - 这是默认值，用来渲染非透明物体（普通情况下，场景中的绝大多数物体应该是非透明的）
• AlphaTest - 用来渲染经过Alpha Test的像素，单独为AlphaTest设定一个Queue是出于对效率的考虑
• Transparent - 以从后往前的顺序渲染透明物体
• Overlay - 用来渲染叠加的效果，是渲染的最后阶段（比如镜头光晕等特效）

LOD:

Level of Detail,Diffuse用200，根据设备图形性能调整值。

• VertexLit及其系列 = 100
• Decal, Reflective VertexLit = 150
• Diffuse = 200
• Diffuse Detail, Reflective Bumped Unlit, Reflective Bumped VertexLit = 250
• Bumped, Specular = 300
• Bumped Specular = 400
• Parallax = 500
• Parallax Specular = 600

CGPROGRAM:

    与ENDCG对应，代表这部分代码是cg代码
   
然后三个Float开始的字段要跟属性的名字一致，是为了跟属性面板里的变量建立连接， 名字一定要一样，这样我们下面方法点用的就是这个变量，也就是你面板里的变量值。
下面我们看surf方法，是让两种颜色相加然后做了增减，最后显示输出。 我给了Emissive Color一个红色，Ambinet Color一个绿色，最后输出了黄色：
如同颜色的变化，效果如图：


色彩效果如图：


红色加上绿色应该是黄色

5.关于pow的疑问

出来效果是对的，但是博主对pow有了疑问，C#中Mathf.pow是指x的y次方，参数是float,源码如图

然后我试着f传入四元数是不可以的，然后我查了cg官网对pow的解释，也是说x的y次方。官网如图：
然后博主产生了严重的怀疑，按照高中数学的话，pow的结果应该是一个值，为何cg脚本里结果是一个四维数？


然后继续问，找到了官网pow的源码处理：地址：http://http.developer.nvidia.com/Cg/pow.html


有如下发现：
a.发现pow的重载方法，第一和第二个参数都是一样的，而我们shader中的第二个参数不是四元数?
b.log没有底数
后来技术群里问了下，大家猜测第二个参数是自动填充的，四个值一样，都是我们传的float,然后log的底数应该默认是e. 依据这样的条件下，我们做了这样的运算：


也就是说

我们验证我们上面unity里的效果，红加上绿应该等于黄色：

可是根据这个算出来确是红色加绿色等于白色。楼主郁闷了？不知道哪一步是有问题的，总不能官网上的方法是错的吧？求大神指教