【猫猫的Unity Shader之旅】之一个完整的Shader示例(猫猫的娱乐)

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　　上回我们创建了一个用自己的材质和Shader的立方体，并且举例说了模型、材质、Shader三者的关系，想必大家已经很了解了。还不了解的同学请戳这里。对于我们创建的Shader，虽然我们自己没有写代码，但是Unity为我们生成了一个简单的Shader:

　　从结构上来看，Shader最外层是一个“Shader”开头的代码块，中间的”Custom/CubeShader”是Shader的路径，也就是我们从材质的Shader列表中选择的位置。

　　代码块中间是Shader的具体内容，这里分为三部分:

Properties块，该Shader的属性，也就是Shader的接口，会以UI的形式显示在使用该Shader的材质的属性面板上。

SubShader块，是Shader的主要内容，一个Shader中可以有一个或多个SubShader，Unity会选择一个合适的执行。如果有多个合适的，会按照从上到下的顺序选择。这样的目的是为了兼容新旧显卡，我们可以把只有在新显卡才能支持的代码写在上面，新旧都支持的写在下面，这样当程序运行在新显卡的时候就会显示更好的效果，在旧的显卡上也能保证正常运行。

FallBack语句，Shader的“备胎”，类似于default语句。当所有的SubShader都不合适的时候，Unity就会选择FallBack给定的Shader运行。

　Shader属性

　　Unity Shader中属性的定义语法如下：

　　Ps技术让大家见笑了…

　　总体来说，属性就是Shader内外交互的一个桥梁。无论是从编辑器UI上去修改，还是通过脚本给Shader赋值，我们最终会通过变量名去拿到输入的值。至于显示名，是在UI中显示的该属性的描述。比如我们新建的Shader，UI上显示是这样的：

　　这里的“Base(RGB)”就是属性的显示名。

　　Unity Shader提供了不同类型的属性，这些属性决定了属性可以接受的值得类型和默认值是什么。具体的类型有以下几种，:

　　在UI上看到的结果是这样的：

　SubShader块

　　这里就是Shader的主要代码啦。这里第一行有个Tags。这个Tags里面是当前SubShader的所有标签。这些标签的形式都是“xxx”= “yyy”,告诉Unity“xxx”这个属性的值是“yyy”。多数情况下，我们使用内置的标签就可以了，如果有需要，也可以自己定义标签自己用。在我们这个例子中，就是告诉Unity我们定义的渲染类型为Opaque。

　　之后的一行定义了LOD值为。LOD是Levels of Detail的缩写，我们可以简单的认为LOD给我们的Shader标示了一个品质，比方说就是紫色品质。在Unity中可以设置最大允许的LOD值。这样如果我们设置的最大LOD比这个SubShader的LOD低，Unity就会认为这个SubShader是不合适的啦。不过具体这个最大LOD怎么设置猫猫现在还没有弄明白，如果有路过的大神懂得怎么设置还请赐教。

　　再后面位于CGPROGRAM和ENDCG之间的就是SubShader的主要代码啦~用CGPROGRAM和ENDCG表示我们的Shader用的是Cg/HLSL语言编写的，如果用GLSL则需要改为GLSLPROGRAM和ENDGLSL。后面一句#pragma surface surf Lambert是一条编译指令，告诉Unity我们现在写的是一个Surface Shader，它的Surface方法名叫surf，我们使用的光照模型叫做Lambert(兰伯特)。

　　这里简单给大家补充一下，Unity中的shader分为三类：

　　其中的Surface Shader最容易上手，虽然对于一些复杂的渲染效果Surface Shader会力不从心，但是它毕竟可以让我们快速的了解和学习Shader，而且编写一些比较简单的Shader时Surface Shader也足够了，所以我们选择从Surface Shader开始我们的旅程。

　　后面我们定义了变量_MainTex。注意这里的定义是真正的Shader内部的定义，属性的定义其实还是Unity层面的一个接口，我们用同名的方式来关联属性的值和内部的变量。

　　在后面我们定义了一个结构体Input，同时可以看到这个结构体是给下面的surf函数用的。surf函数我们可以理解为一个回调函数，当然我们也可以定义为MySurf，只需要修改编译指令就可以啦。这个surf函数接受一个参数是我们定义的Input类型，另一个参数SurfaceOutput类型是Unity内置的，不过我们可以找到它。在Unity安装目录的Editor下找到DataCGIncludes，用任意文本编辑器打开Lighting.cginc，搜索SurfaceOutput就可以找到了，它包含这些信息：

　　在surf函数中，我们用到了内置的tex2D方法，这个方法是从一张贴图中根据贴图坐标得到颜色等信息。这里我们用到了Input结构中的uv_MainTex，表示”_MainTex”的贴图坐标。text2D返回一个half4类型的值，表示贴图对应坐标的一点的颜色和Alpha值。之后就是给SurfaceOutput结构赋值了，实际上，surf方法主要的任务就是给SurfaceOutput结构赋值。

　FallBack语句

　　这个就不要讲了吧，它真的只是个备(hǎo)胎(rén)而已。

　　还记得吗？我们上文说过Shader君是个无所不能的有着高度自主权的家伙，那它自然不止上面说到的那点功能。回头看看上面的编译指令，我们只是指定了一个名叫surf的surface function和一个叫Lambert的光照模型。其实所谓的光照模型，也不过是个函数罢了，我们到Lighting.cginc中搜索Lambert就可以看到它的真容:

　　这里需要注意一下，Lambert光照模型对应的函数名为LightingLambert，这是一个约定，所有的光照模型需要以“LightingMyLight“这样的形式命名。好吧，本着拿来主义，我们把这个模型拿到我们的代码中，此时我们的Shader应该是这样：

　　回头看看我们的立方体，好像没什么变化，毕竟本质上还是同一个光照模型嘛。除了自定义surface函数和光照模型，其实我们还可以通过编译指令自定义vertex函数和finalcolor函数，vertex函数用于对模型的顶点信息进行修改，finalcolor函数对最后的像素颜色进行修改，一个完整的Surface Shader渲染过程大概是这样的：

　　我们可以自定义一下这几个函数，得到一个完整的Shader:

　　在MyVert中，我们修改了原来顶点的位置，在Unity中拖动Shader中的MoveAmount，立方体就会发生变化：

　　MyFinalColor函数中，我们直接用光照模型输出的颜色信息作为最终的颜色信息，感兴趣的童鞋可以自行修改最终颜色试试。

　　呼~终于写完啦！猫猫本意是把Surface Shader的基本内容完整的向大家介绍一下，结果越写越多，只好把一些细节的东西留着以后再说啦~希望大家看了之后能有所收获，咱们下回再见！

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