很多人在学习Unity的时候对Shader都是一知半解,作为刚入职半年的新人接触Shader的时间也并不长,正因为是新人才能体会到学习Shader时候所遇到的困难和迷茫,无奈于资料不好找,网上难得的几篇教程讲的又不够完善或者太浅太短,所以我一直以来就想写一系列UnityShader的学习教程,现在终于快过年公司放假了, 抽空准备开始着手写这个系列的教程了,在Unity这个圈子里我还是一只很菜很菜的菜鸟,感谢这半年来一路上帮助过我的人,书,以及在网上无私奉献宝贵知识的前辈们,仅以此系列向他们致敬.
这个系列的教程会不定期的更新,由于笔者工作繁忙,有时可能会一段时间不更新,还望各位谅解,本人才疏学浅,可能在大神们面前班门弄斧了,写这系列教程一来是想帮助那些准备接触Shader却不知如何入门的同学们分享自己的经验,二来是借由自己写教程来锻炼自己写技术文章的文笔和巩固自己学习的知识,查缺补漏,只有你能把你学到的知识透彻的讲给别人听的时候,你才完全掌握了它.由于我接触Unity时间并不长,接触Shader时间更短,难免会有所纰漏和错误,还望各位看官不吝赐教,批评指正.
前言
前言部分主要是讲述一下个人对学习UnityShader的一些建议,以及描述一下图形渲染的大概模型和UnityShader的工作方式.
首先要说明一点,要想学好Shader而不只是停留在会用几个简单语法的层面,那你就一定不可避免的需要接触数学,主要是线性代数,深入研究可能会用到微积分和空间几何,要做好心理准备,总之要学习Shader不难,但要想学好,你真的要花一番功夫.再有一点就是编写Shader来说目前只有一些有限功能的带代码提示的编辑器,还没有可以调试的工具,一旦Shader出错Unity给出的提示经常是非常不明确的,这时候你只能耐心的一行行分析了.
先说明的一下什么是Shader,Shader一般被翻译为"着色器",他并不是指某一种具体语言,他是一种技术,可以让程序员去通过编写代码去参与到GPU渲染图形的具体流程中去,去制作一些精美的特效和动画甚至是让模型发生奇怪的形变,简单点就是可以把它理解成一种对呈现到屏幕上画面的一种美化工具,想一想是不是很酷,你竟然可以去参与显卡的工作.以前写一辈子Hello world一直和CPU打交道.
而编写Shader目前比较知名的是基于DirectX的HLSL和基于OpenGL的GLSL,而我们Unity用的ShaderLab是基于Nvida和Microsoft一同开发的CG(C for Graphic)语言,从名字上我们就能知道,只是一门类C的语言,如果你接触过C语言或者C++,甚至是JAVA,C#那对他的基本语法一定不会陌生,CG语言他是跨平台的,他可以基于OpenGL也可以DirectX来运行,也就是说他是工作在DX和OpenGL上层的抽象语言,这三种语言在某些具体方面可能有性能和扩展性上的区别,但是对于背后的实质技术并无过大区别,我对GLSL和HLSL接触的不多,HLSL由于是基于DX的可能现在很多高端引擎都是用HLSL,GLSL的话优势可能在于跨平台吧.
好吧我们只要关注我们的CG就可以了,有兴趣的同学可以自己去了解一下另外两种语言,说明一下由于CG是Nvida和微软共同开发的,所以CG上的很多标准和HLSL是兼容的,学起来有很多互通的地方.Unity 使用的并不是完完全全的CG语言,如果你看官方的API你会发现他的Shader分为三大类:
在上面我简略的说了一下GPU渲染3D物体的大概流程,那我们的Shader是怎么参与进来的呢,开篇已经说过了,这个系列的文章只以Vertex and Fragment Shader来进行距离,这是Unity中最复杂和最强大的Shader,另外两种大家自己跟着官方文档了解一下吧.
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