shader语法

学习语法的语法规则图解 #生活技巧# #学习技巧# #语言学习策略#

在Unity中，Shader是一种用于描述如何渲染物体的程序。Shader使用一种类似于C语言的语法，通常分为几个主要部分，包括属性定义、SubShader、Pass、CGPROGRAM等。以下是Unity Shader的基本语法和结构。

1. Shader的基本结构

一个简单的Unity Shader的基本结构如下：

Shader "Custom/MyShader" { Properties { // 材质属性定义 _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {} _Color ("Color", Color) = (1,1,1,1) } SubShader { Tags { "RenderType"="Opaque" } LOD 200 Pass { // 渲染状态设置 ZWrite On Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha // 着色器代码 CGPROGRAM #pragma vertex vert #pragma fragment frag // 输入和输出结构体 struct appdata_t { float4 vertex : POSITION; float2 uv : TEXCOORD0; }; struct v2f { float2 uv : TEXCOORD0; float4 pos : SV_POSITION; }; // 顶点着色器 v2f vert(appdata_t v) { v2f o; o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex); o.uv = v.uv; return o; } // 片段着色器 fixed4 frag(v2f i) : SV_Target { fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv); return col * _Color; // 颜色混合 } ENDCG } } }

hlsl

2. 主要部分详解 2.1 Properties

Properties部分用于定义材质的可调参数。这些参数可以在Unity的Inspector面板中进行设置。

示例：

Properties { _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {} _Color ("Color", Color) = (1,1,1,1) }

hlsl

2.2 SubShader

SubShader部分包含一个或多个渲染通道（Pass）。每个SubShader可以有不同的渲染设置，Unity会根据需要选择合适的SubShader进行渲染。

示例：

SubShader { Tags { "RenderType"="Opaque" } LOD 200 // Passes go here }

hlsl

2.3 Pass

Pass部分定义了具体的渲染设置和着色器代码。每个Pass可以有不同的渲染状态和着色器程序。

示例：

Pass { ZWrite On Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha // Shader code goes here }

hlsl

2.4 CGPROGRAM

CGPROGRAM和ENDCG之间的代码是实际的着色器代码，使用Cg/HLSL语言编写。

示例：

CGPROGRAM #pragma vertex vert #pragma fragment frag

hlsl

2.5 输入和输出结构体

输入结构体（如appdata_t）定义了传入顶点着色器的数据，输出结构体（如v2f）定义了从顶点着色器传递到片段着色器的数据。

示例：

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

hlsl

2.6 顶点和片段着色器

顶点着色器负责处理每个顶点的变换和属性传递，片段着色器负责计算每个像素的颜色。

示例：

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

hlsl

fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
{
fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv); // 从纹理中采样颜色
return col * _Color; // 颜色混合
}

- **`tex2D`**：这是一个用于从2D纹理中采样颜色的函数。它接受纹理和纹理坐标作为参数，并返回一个颜色值。 - **`fixed4`**：这是一个四维向量，通常用于表示颜色（RGBA）。 ### 3. 其他重要指令 #### 3.1 `#pragma` 指令 `#pragma`指令用于指定编译器的行为。常见的指令包括： - **`#pragma vertex`**：指定顶点着色器的函数名。 - **`#pragma fragment`**：指定片段着色器的函数名。 - **`#pragma target`**：指定Shader的目标平台（如`#pragma target 3.0`）。 #### 3.2 渲染状态设置 在`Pass`中，可以设置多种渲染状态，常见的包括： - **`ZWrite`**：控制深度缓冲区的写入。 - `ZWrite On`：开启深度写入。 - `ZWrite Off`：关闭深度写入。 - **`Blend`**：控制颜色混合。 - `Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha`：常用于透明物体的混合。 - `Blend Off`：关闭混合，直接覆盖颜色。 - **`Cull`**：控制面剔除。 - `Cull Back`：剔除背面（默认）。 - `Cull Front`：剔除前面。 - `Cull Off`：不进行剔除。 - **`AlphaTest`**：用于控制透明度测试。 - `AlphaTest Greater 0.5`：仅渲染透明度大于0.5的像素。 ### 4. 完整示例 以下是一个完整的Shader示例，结合了上述所有内容： ```hlsl Shader "Custom/MyShader" { Properties { _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {} _Color ("Color", Color) = (1,1,1,1) } SubShader { Tags { "RenderType"="Opaque" } LOD 200 Pass { ZWrite On Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha CGPROGRAM #pragma vertex vert #pragma fragment frag struct appdata_t { float4 vertex : POSITION; float2 uv : TEXCOORD0; }; struct v2f { float2 uv : TEXCOORD0; float4 pos : SV_POSITION; }; v2f vert(appdata_t v) { v2f o; o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex); o.uv = v.uv; return o; } fixed4 frag(v2f i) : SV_Target { fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv); return col * _Color; // 颜色混合 } ENDCG } } } 5. 其他高级特性 5.1 Shader Variants

Unity支持Shader变体，允许你根据不同的条件编译不同的Shader版本。例如，可以根据不同的渲染路径、平台或材质属性生成不同的Shader变体。

5.2 Shader Include

可以使用#include指令引入其他Shader文件中的代码，以便重用常见的功能或代码片段。例如：

#include "UnityCG.cginc"

hlsl

5.3 Shader Keywords

Shader关键字允许你在Shader中定义条件编译的代码块。这对于创建具有不同功能或效果的Shader变体非常有用。

#pragma multi_compile：用于定义多个变体，编译时会生成所有可能的组合。#pragma shader_feature：类似于multi_compile，但只会在使用了该特性的材质中编译相关的变体，减少了最终Shader的数量。 示例

#pragma multi_compile _ USE_DETAIL

hlsl

在Shader代码中，你可以使用#ifdef和#endif来根据关键字的定义来选择性地编译代码：

#ifdef USE_DETAIL // 细节纹理的处理 fixed4 detailCol = tex2D(_DetailTex, i.uv); col += detailCol * _DetailStrength; #endif

hlsl

5.4 Shader Include

使用#include指令可以引入其他Shader文件中的代码，这样可以重用常见的功能或代码片段，减少代码重复。

示例

#include "UnityCG.cginc"

hlsl

UnityCG.cginc是Unity提供的一个包含文件，里面包含了许多常用的函数和宏，方便开发者使用。

5.5 计算着色器

除了传统的顶点和片段着色器，Unity还支持计算着色器（Compute Shader），用于执行并行计算任务。计算着色器通常用于处理大量数据，如粒子系统、后处理效果等。

计算着色器的基本结构

计算着色器的基本结构如下：

#pragma kernel CSMain // 计算着色器的入口函数 [numthreads(8, 8, 1)] void CSMain (uint3 id : SV_DispatchThreadID) { // 计算逻辑 }

hlsl

#pragma kernel：指定计算着色器的入口函数。numthreads：定义每个线程组的线程数量。 6. 性能优化

在编写Shader时，性能优化是一个重要的考虑因素。以下是一些常见的优化技巧：

6.1 减少分支

尽量减少在片段着色器中的条件分支，因为分支会导致GPU的性能下降。可以使用step或lerp等函数来替代条件判断。

6.2 使用纹理压缩

使用压缩纹理格式（如DXT、ASTC等）可以减少内存占用和带宽，提高渲染性能。

6.3 减少纹理采样

每次纹理采样都会消耗性能，尽量减少在片段着色器中的纹理采样次数。

6.4 使用Shader LOD

使用Shader LOD（Level of Detail）可以根据物体的距离选择不同的Shader版本，从而提高性能。

7. 结论

Unity Shader编程是一个强大而灵活的工具，可以帮助开发者创建丰富的视觉效果。通过理解Shader的基本结构、语法、以及高级特性，开发者可以更好地控制渲染过程，优化性能，并实现各种视觉效果。

网址：shader语法 https://www.yuejiaxmz.com/news/view/1169291

相关内容

Unity性能优化——移动端（资源，Shader，光照及渲染）及Pico的一些优化建议
win10怎么清理缓存 Win10系统缓存大扫除，速效清理攻略！
移动设备渲染架构以及GPU优化技巧
opengl/webgl常见的性能优化
Steam 上的 《The Sims™ 4 生活小物套件包》
英语语法高效学习方法
法语生活口语：购物
日语语法大全
英语单词与语法的结合记忆法.docx
语法学习方法论

随便看看