Unity 如何创建着色器

着色器是一个小脚本，其中包含数学计算和算法，用于根据照明输入和材质配置计算渲染的每个像素的颜色。

Unity 使用用以下语言编写的 Shaders：

  • 一种称为 HLSL 的编程语言用于编写着色器程序本身。
  • 称为 ShaderLab 的 Unity 特定语言用于定义 Shader 对象，该对象充当着色器程序的容器。

要在 Unity 中创建着色器，请按照以下步骤操作：

创建一个着色器

  • 右键单击项目视图 -> 'Create' -> 'Shader'

根据您使用的 Unity 版本，着色器选项可能会有所不同，但每个选项的含义如下：

  1. 'Standard Surface Shader': 该着色器设计用于与 Unity's 基于物理的渲染 (PBR) 系统配合使用。它允许开发人员创建能够真实响应照明条件的材质。它支持各种渲染功能，例如法线贴图、镜面高光和反射。它是一种多功能着色器，在真实性和性能之间提供了良好的平衡。
  2. 'Unlit Shader': 顾名思义，无光照着色器不考虑光照条件。它通常用于不需要真实光照的渲染效果，例如 UI 元素、粒子系统或特殊效果。无光照着色器通常更高效，并且在需要完全控制对象的外观而无需任何光照计算的情况下非常有用。
  3. 'Image Effect Shader'：图像效果着色器用于将后处理效果应用于整个屏幕或特定渲染目标。它们允许开发人员在主渲染完成后修改最终渲染的图像。图像效果的示例包括模糊、颜色分级、失真或风格化滤镜。它们可用于增强视觉质量或创造特定的艺术效果。
  4. 'Compute Shader': 计算着色器是一种在 GPU 上运行但不直接对像素进行操作的着色器。它用于并行数据的通用计算，使开发人员能够有效地执行复杂的计算或模拟。计算着色器通常用于物理模拟、程序生成或数据处理等任务。
  5. 'Ray Tracing Shader': 光线追踪着色器利用光线追踪技术，与传统的光栅化技术相比，该技术可以更准确地模拟光线的行为。光线追踪着色器通常用于在实时应用程序中实现高度逼真的照明、反射和阴影。它们需要强大的硬件，并且通常用于图形密集型领域，例如游戏或建筑可视化。
  • 选择着色器后，输入任意名称并按 Enter

新的着色器已创建，可以在任何脚本编辑器中打开并进行修改以满足您的需求。

默认'Standard Surface Shader'：

Shader "Custom/NewSurfaceShader"
{
    Properties
    {
        _Color ("Color", Color) = (1,1,1,1)
        _MainTex ("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {}
        _Glossiness ("Smoothness", Range(0,1)) = 0.5
        _Metallic ("Metallic", Range(0,1)) = 0.0
    }
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 200

        CGPROGRAM
        // Physically based Standard lighting model, and enable shadows on all light types
        #pragma surface surf Standard fullforwardshadows

        // Use shader model 3.0 target, to get nicer looking lighting
        #pragma target 3.0

        sampler2D _MainTex;

        struct Input
        {
            float2 uv_MainTex;
        };

        half _Glossiness;
        half _Metallic;
        fixed4 _Color;

        // Add instancing support for this shader. You need to check 'Enable Instancing' on materials that use the shader.
        // See https://docs.unity3d.com/Manual/GPUInstancing.html for more information about instancing.
        // #pragma instancing_options assumeuniformscaling
        UNITY_INSTANCING_BUFFER_START(Props)
            // put more per-instance properties here
        UNITY_INSTANCING_BUFFER_END(Props)

        void surf (Input IN, inout SurfaceOutputStandard o)
        {
            // Albedo comes from a texture tinted by color
            fixed4 c = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex) * _Color;
            o.Albedo = c.rgb;
            // Metallic and smoothness come from slider variables
            o.Metallic = _Metallic;
            o.Smoothness = _Glossiness;
            o.Alpha = c.a;
        }
        ENDCG
    }
    FallBack "Diffuse"
}

默认'Unlit Shader'：

Shader "Unlit/NewUnlitShader"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
    }
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 100

        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            // make fog work
            #pragma multi_compile_fog

            #include "UnityCG.cginc"

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                UNITY_FOG_COORDS(1)
                float4 vertex : SV_POSITION;
            };

            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;

            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                UNITY_TRANSFER_FOG(o,o.vertex);
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                // sample the texture
                fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
                // apply fog
                UNITY_APPLY_FOG(i.fogCoord, col);
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

默认'Image Effect Shader'：

Shader "Hidden/NewImageEffectShader"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
    }
    SubShader
    {
        // No culling or depth
        Cull Off ZWrite Off ZTest Always

        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            #include "UnityCG.cginc"

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 vertex : SV_POSITION;
            };

            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = v.uv;
                return o;
            }

            sampler2D _MainTex;

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
                // just invert the colors
                col.rgb = 1 - col.rgb;
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

默认'Compute Shader'：

// Each #kernel tells which function to compile; you can have many kernels
#pragma kernel CSMain

// Create a RenderTexture with enableRandomWrite flag and set it
// with cs.SetTexture
RWTexture2D<float4> Result;

[numthreads(8,8,1)]
void CSMain (uint3 id : SV_DispatchThreadID)
{
    // TODO: insert actual code here!

    Result[id.xy] = float4(id.x & id.y, (id.x & 15)/15.0, (id.y & 15)/15.0, 0.0);
}

默认'Ray Tracing Shader'：

RWTexture2D<float4> RenderTarget;

#pragma max_recursion_depth 1

[shader("raygeneration")]
void MyRaygenShader()
{
    uint2 dispatchIdx = DispatchRaysIndex().xy;
   
    RenderTarget[dispatchIdx] = float4(dispatchIdx.x & dispatchIdx.y, (dispatchIdx.x & 15)/15.0, (dispatchIdx.y & 15)/15.0, 0.0);
}

结论

每种着色器类型都有自己的优点和用途。根据您的具体要求和您希望在项目中实现的视觉效果选择合适的着色器非常重要。

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