本章节主要作用：

UnityShader模版，主要做提示和参考用。

配置环境：

  • UnityShaderLab
  • VScode
  • JetBrains Riader
  • Unity（2019以上版本）

一、Properties（属性实例模版）

1、数据类型

fixed:
//精度: 11位浮点数。
//用途: 适用于对精度要求不高但需要高性能的场景，如颜色计算。
half:
//精度: 16位浮点数。
//用途: 提供比 fixed 更高的精度，同时保持较好的性能。
float:
//精度: 32位浮点数。
//用途: 提供最高的精度，适用于需要精确计算的场景。
float2, float3, float4:
//用途: 分别表示二维、三维和四维的浮点数向量。
//示例: float4 position : SV_POSITION; 用于存储顶点位置。
fixed2, fixed3, fixed4:
//用途: 分别表示二维、三维和四维的固定精度浮点数向量。
//示例: fixed4 color : SV_Target; 用于存储最终输出的颜色。
half2, half3, half4:
//用途: 分别表示二维、三维和四维的半精度浮点数向量。
//示例: half4 textureColor = tex2D(_MainTex, i.uv); 用于存储从纹理中采样的颜色。

2、常用属性实例

Properties //实例属性，实例在材质面板上的属性
    {
        _Float("Float",Float) = 0.0                     //浮点类型实例
        _Range("Range",Range(0.0,1.0)) = 0.0            //浮点范围类型实例
        _Color("Color",Color) = (0.5,0.5,0.5,0.5)       //颜色类型实例
        _Vector("Vector",Vector) = (1,1,1,1)            //向量类型实例
        _Texture("Texture", 2D) = "white" { }           //贴图类型实例

    }

二、SubShader （子材质属性模版）

SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" } 
        //1、透明队列
        Tags { "Queue"="Transparent" } 
    }

三、Pass

Pass 
    {
        CGPROGRAM                                           // Shader代码从这里开始
        #pragma vertex vert                                 //指定一个名为"vert"的函数为顶点Shader
        #pragma fragment frag                               //指定一个名为"frag"函数为片元Shader
        #include "UnityCG.cginc"                            //引用Unity内置的文件，很方便，有很多现成的函数提供使用

        //https://docs.unity3d.com/Manual/SL-VertexProgramInputs.html
        struct appdata  //CPU向顶点Shader提供的模型数据
        {
            //冒号后面的是特定语义词，告诉CPU需要哪些类似的数据
            float4 vertex : POSITION;                       //模型空间顶点坐标
            half2 texcoord0 : TEXCOORD0;                    //第一套UV
            half2 texcoord1 : TEXCOORD1;                    //第二套UV
            half2 texcoord2 : TEXCOORD2;                    //第二套UV
            half2 texcoord4 : TEXCOORD3;                    //模型最多只能有4套UV

            half4 color : COLOR;                            //顶点颜色
            half3 normal : NORMAL;                          //顶点法线
            half4 tangent : TANGENT;                        //顶点切线(模型导入Unity后自动计算得到)
        };

        struct v2f                                          //自定义数据结构体，顶点着色器输出的数据，也是片元着色器输入数据
        {
            float4 pos : SV_POSITION;                       //输出裁剪空间下的顶点坐标数据，给光栅化使用，必须要写的数据
            float2 uv : TEXCOORD0;                          //自定义数据体
                                                            //注意跟上方的TEXCOORD的意义是不一样的，上方代表的是UV，这里可以是任意数据。
                                                            //插值器：输出后会被光栅化进行插值，而后作为输入数据，进入片元Shader
                                                            //最多可以写16个：TEXCOORD0 ~ TEXCOORD15。
            float3 normal : TEXCOORD1;
        };

        /*
        Shader内的变量声明，如果跟上面Properties模块内的参数同名，就可以产生链接
        */
        sampler2D _MainTex;
        float4 _MainTex_ST;

        //Unity内置变量：https://docs.unity3d.com/560/Documentation/Manual/SL-UnityShaderVariables.html
        //Unity内置函数：https://docs.unity3d.com/560/Documentation/Manual/SL-BuiltinFunctions.html

        //顶点Shader
        v2f vert (appdata v)
        {
            v2f o;
            float4 pos_world = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex);
            float4 pos_view = mul(UNITY_MATRIX_V, pos_world);
            float4 pos_clip = mul(UNITY_MATRIX_P, pos_view);
            o.pos = pos_clip;
            //o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
            //o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
            o.uv = v.texcoord0 * _MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw;
            //o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
            o.normal = v.normal;
            return o;
        }
        //片元Shader
        half4 frag (v2f i) : SV_Target //SV_Target表示为：片元Shader输出的目标地（渲染目标）
        {
            //fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
            half4 col = float4(i.uv,0.0,0.0);
            return col;
        }
        ENDCG // Shader代码从这里结束

四、片元、顶点Shader参数公式模版

1、计算模型的世界法线World Normal

o.normal_World = normalize(mul(float4(v.normal,0.0),Unity_WorldToObject).xyz);

2、计算模型的世界空间World Position

o.pos_world = mul(unity_ObjectToWorld,v.vertex).xyz;

3、视线方向（摄像机朝向）

float3 view_dir = normalize(_WorldSpaceCameraPos.xyz - i.pos_World);

4、光照的方向信息

float3 light_dir = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);

5、光反射方向信息

float3 reflect_dir = reflect(-light_dir,Normal_dir);

五、光照模型

Pass
{
    Tags{"LightMode" = "ForwardBase"}  //光照模型必须要有的其一
    CGPROGRAM
    #pragma vertex vert
    #pragma fragment frag
    #pragma multi_compile_fwdbase       //光照模型必须要有的其二
    #include "UnityCG.cginc"
    #include "AutoLight.cginc"          //光照模型必须要有的其三

}

六、后处理内容