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Lighting.cginc文件

热度:42   发布时间:2023-12-29 11:08:37.0

路径在
C:\Program Files\Unity\Editor\Data\CGIncludes

里面定义了表面着色器的输出结构

struct SurfaceOutput {
fixed3 Albedo;
fixed3 Normal;
fixed3 Emission;
half Specular;
fixed Gloss;
fixed Alpha;
};

没有嵌套CG语言,也就是代码段中没有CGPROGARAM和ENDCG关键字的,就是固定功能着色器。
嵌套了CG语言,代码段中有surf函数的,就是表面着色器。
嵌套了CG语言,代码段中有#pragma vertex name和 #pragma fragment frag声明的,就是顶点着色器&片段着色器。

o.Albedo = 0.6和o.Albedo = float3(0.6,0.6,0.6)是等价的

接下来是是一个编译指令:#pragma surface surf Lambert,它声明了我们要写一个表面Shader,并指定了光照模型。它的写法是这样的

#pragma surface surfaceFunction lightModel [optionalparams]

surface - 声明的是一个表面着色器
surfaceFunction - 着色器代码的方法的名字
lightModel - 使用的光照模型。
所以在我们的例子中,我们声明了一个表面着色器,实际的代码在surf函数中(在下面能找到该函数),使用Lambert(也就是普通的diffuse)作为光照模型。

接下来一句sampler2D _MainTex;,sampler2D是个啥?其实在CG中,sampler2D就是和texture所绑定的一个数据容器接口。等等…这个说法还是太复杂了,简单理解的话,所谓加载以后的texture(贴图)说白了不过是一块内存存储的,使用了RGB(也许还有A)通道,且每个通道8bits的数据。而具体地想知道像素与坐标的对应关系,以及获取这些数据,我们总不能一次一次去自己计算内存地址或者偏移,因此可以通过sampler2D来对贴图进行操作。更简单地理解,sampler2D就是GLSL中的2D贴图的类型,相应的,还有sampler1D,sampler3D,samplerCube等等格式。

解释通了sampler2D是什么之后,还需要解释下为什么在这里需要一句对_MainTex的声明,之前我们不是已经在Properties里声明过它是贴图了么。答案是我们用来实例的这个shader其实是由两个相对独立的块组成的,外层的属性声明,回滚等等是Unity可以直接使用和编译的ShaderLab;而现在我们是在CGPROGRAM…ENDCG这样一个代码块中,这是一段CG程序。对于这段CG程序,要想访问在Properties中所定义的变量的话,必须使用和之前变量相同的名字进行声明。于是其实sampler2D _MainTex;做的事情就是再次声明并链接了_MainTex,使得接下来的CG程序能够使用这个变量。

作为输入的结构体必须命名为Input,这个结构体中定义了一个float2的变量…你没看错我也没打错,就是float2,表示浮点数的float后面紧跟一个数字2,这又是什么意思呢?其实没什么魔法,float和vec都可以在之后加入一个2到4的数字,来表示被打包在一起的2到4个同类型数。比如下面的这些定义:

//Define a 2d vector variable
vec2 coordinate;
//Define a color variable
float4 color;
//Multiply out a color
float3 multipliedColor = color.rgb * coordinate.x;
在访问这些值时,我们即可以只使用名称来获得整组值,也可以使用下标的方式(比如.xyzw,.rgba或它们的部分比如.x等等)来获得某个值。在这个例子里,我们声明了一个叫做uv_MainTex的包含两个浮点数的变量。

如果你对3D开发稍有耳闻的话,一定不会对uv这两个字母感到陌生。UV mapping的作用是将一个2D贴图上的点按照一定规则映射到3D模型上,是3D渲染中最常见的一种顶点处理手段。在CG程序中,我们有这样的约定,在一个贴图变量(在我们例子中是_MainTex)之前加上uv两个字母,就代表提取它的uv值(其实就是两个代表贴图上点的二维坐标 )。我们之后就可以在surf程序中直接通过访问uv_MainTex来取得这张贴图当前需要计算的点的坐标值了。

这里用到了一个tex2d函数,这是CG程序中用来在一张贴图中对一个点进行采样的方法,返回一个float4。这里对_MainTex在输入点上进行了采样,并将其颜色的rbg值赋予了输出的像素颜色,将a值赋予透明度。于是,着色器就明白了应当怎样工作:即找到贴图上对应的uv点,直接使用颜色信息来进行着色,over。
表面着色器的编译指令为编写表面着色器的第二个要素。
表面着色器放在CGPROGRAM … ENDCG块里面,就像其他的着色器一样。区别是:
其必须嵌在子着色器(SubShader)块里面。而不是Pass块里面。因为表面着色器( Surface shader)将在多重通道(multiple passes)内编译自己,而不是放在某个Pass中。
我们甚至可以这样说,如果你写表面着色器,用不到Pass代码块,一般直接在SubShader块中完成就行了。
使用的 #pragma surface…指令,以声明这是一个表面着色器。指令的句法是:
#pragma surface surfaceFunction lightModel[optionalparams]
所需参数的讲解:
surfaceFunction - 表示指定名称的Cg函数中有表面着色器(surface shader)代码。这个函数的格式应该是这样:void surf (Input IN,inout SurfaceOutput o), 其中Input是我们自己定义的结构。Input结构中应该包含所需的纹理坐标(texture coordinates)和和表面函数(surfaceFunction)所需要的额外的必需变量。
lightModel -使用的光照模式。内置的是Lambert (diffuse)和 BlinnPhong (specular)两种,一般习惯用Lambert,也就是兰伯特光照模式。而编写自己的光照模式我们将在下次更新中讲解。

当你想将颜色值规范到0~1之间时,你可能会想到使用saturate函数(saturate(x)的作用是如果x取值小于0,则返回值为0。如果x取值大于1,则返回值为1。若x在0到1之间,则直接返回x的值.),当然saturate也可以使用变量的swizzled版本,比如saturate(somecolor.rgb);

UnpackNormal()函数在UnityCG.cginc中,它是对法线纹理的采样结果的一个反映射操作,其对应的法线纹理需要设置为Normal map的格式

Vector3.Dot也叫点积,它返回1个-1.0~1.0之间的一个值。网上确实也这么说。但是这个值表示什么呢?恩,表示返回进行Dot计算的两个向量之间的夹角的余弦值(Cos弧度角).要注意的是能进行Dot计算的前提是两个向量首先要变成单位向量!