使用采样器声明

Posted 2020-10-25 gameDesigner

耦合的材质和取样器

大多数情况下，在shader中采样贴图时，贴图采样声明应该来自贴图设置-本质上，贴图和采样器是被绑在一起的。在用DX9风格 shader 语法时，这是一个默认行为：

sampler2D _MainTex;
// ...
half4 color = tex2D(_MainTex, uv);

使用 sampler2D，sampler3D，samplerCUBE HLSL关键字同时声明贴图和取样器。

大多数情况下这是你想要的，但是这只在老图形API上才支持（OpenGL ES）。

分别的材质和取样器

大部分图形API和CPU允许贴图比采样器多，并且耦合的贴图+采样器在写复杂的shader时可能是不允许的。比如在D3D 11中一个shader中可以使用128张贴图，但是最多却只有16个采样器。

unity允许声明贴图和采样器时使用DX11风格的HLSL语法，用一个特殊的命名惯例来将他们匹配起来；拥有名字为“sampler”+贴图名字 的采样器会对这个纹理进行取样。

上面描述的语法如下：

Texture2D _MainTex;
SamplerState sampler_MainTex; // "sampler" + “_MainTex”
// ...
half4 color = _MainTex.Sample(sampler_MainTex, uv);

当需要采样多张贴图时，这样就可以编写一个着色器来“重用”其他纹理的采样器。在下面的例子中，三个贴图被采样，但是只使用了一个采样器：

Texture2D _MainTex;
Texture2D _SecondTex;
Texture2D _ThirdTex;
SamplerState sampler_MainTex; // "sampler" + “_MainTex”
// ...
half4 color = _MainTex.Sample(sampler_MainTex, uv);
color += _SecondTex.Sample(sampler_MainTex, uv);
color += _ThirdTex.Sample(sampler_MainTex, uv);

但是请注意，dx11风格的HLSL语法在一些较旧的平台上不起作用（比如OpenGL ES2.0）,在 shading language查看细节。你可能需要声明 #pragma target 3.5 来跳过老的平台使用shader。

unity提供几个shader宏命令来帮助声明和采样贴图使用这个“分离的采样器”方法，查看 built-in macros.上面的例子可以被重写为下面的样子：

UNITY_DECLARE_TEX2D(_MainTex);
UNITY_DECLARE_TEX2D_NOSAMPLER(_SecondTex);
UNITY_DECLARE_TEX2D_NOSAMPLER(_ThirdTex);
// ...
half4 color = UNITY_SAMPLE_TEX2D(_MainTex, uv);
color += UNITY_SAMPLE_TEX2D_SAMPLER(_SecondTex, _MainTex, uv);
color += UNITY_SAMPLE_TEX2D_SAMPLER(_ThirdTex, _MainTex, uv);

上面的内容将在Unity支持的所有平台上进行编译，但是会在像DX9这样的旧平台上使用三个采样器。

内联采样器声明

除了识别被命名为“sampler”+TextureName的HLSL SamplerState对象之外，Unity还可以识别一些其他类型的采样器名称。这对于直接在着色器中声明简单的硬编码抽样状态非常有用。一个例子：

Texture2D _MainTex;
SamplerState my_point_clamp_sampler;
// ...
half4 color = _MainTex.Sample(my_point_clamp_sampler, uv);

名字“my_point_clamp_sampler”会被认为是一个使用点贴图过滤和夹结构包装模式的采样器。

采样器名字被认为是“内联”采样器声明（所有不区分大小写）：

• “Point”, “Linear” or “Trilinear” (必须) 设置贴图过滤模式。
• “Clamp”, “Repeat”, “Mirror” or “MirrorOnce” (必须)设置贴图覆盖模式。
• 贴图覆盖模式可以指定每个轴向(UVW)，比如：“ClampU_RepeatV”。
• “比较”（可选择的）设置采样器深度比较；使用HLSL 采样器比较声明类型和 SampleCmp / SampleCmpLevelZero 函数。

这里有一个抽样纹理的例子，sampler_linear_repeat和sampler_point_repeat SamplerStates分别说明了名称控制过滤模式的方式：

这里有一个SmpClampPoint、SmpRepeatPoint、SmpMirrorPoint、SmpMirrorOncePoint、Smp_ClampU_RepeatV_Point SamplerStates的例子，说明了名称如何控制包装模式。在最后一个例子中，为水平(U)和垂直(V)轴设置不同的包装模式。在所有情况下，纹理坐标从-2.0到+2.0。

就像单独的纹理+采样器语法一样，在某些平台上不支持内联采样器状态。目前他们在Direct3D 11/12, PS4, XboxOne和Metal实现。

注意，在大多数移动gpu / api上，“MirrorOnce”纹理包装模式不受支持，当支持不存在时，它将返回镜像模式。