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什么是SubProgram "..........“在Unity着色器中?

在Unity着色器中,SubProgram(子程序)是一种用于定义特定功能的代码块。它可以被其他着色器程序调用,以实现代码的重用和模块化。SubProgram可以包含一系列的着色器指令,用于控制顶点、像素或计算着色器的行为。

SubProgram在Unity着色器中的作用是提供了一种将复杂的着色器逻辑分解为可重用的模块的方式。通过将常用的功能封装在SubProgram中,开发人员可以更加高效地创建和维护着色器代码。此外,SubProgram还可以提高着色器的可读性和可维护性,使着色器代码更易于理解和调试。

在Unity中,SubProgram可以分为顶点SubProgram和像素SubProgram。顶点SubProgram用于控制顶点的位置和属性,而像素SubProgram用于控制像素的颜色和透明度。通过使用不同的SubProgram,开发人员可以实现各种不同的渲染效果和着色器行为。

在实际应用中,SubProgram可以用于创建各种类型的着色器效果,例如光照、阴影、材质特效等。它可以根据场景需求进行定制,以实现各种独特的视觉效果。

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  • 【unity shaders】:Unity中的Shader及其基本框架

    Shader(着色器)实际上就是一小段程序,它负责将输入的Mesh(网格)以指定的方式和输入的贴图或者颜色等组合作用,然后输出。绘图单元可以依据这个输出来将图像绘制到屏幕上。输入的贴图或者颜色等,加上对应的Shader,以及对Shader的特定的参数设置,将这些内容(Shader及输入参数)打包存储在一起,得到的就是一个Material(材质)。之后,我们便可以将材质赋予合适的renderer(渲染器)来进行渲染(输出)了。 所以说Shader并没有什么特别神奇的,它只是一段规定好输入(颜色,贴图等)和输出(渲染器能够读懂的点和颜色的对应关系)的程序。而Shader开发者要做的就是根据输入,进行计算变换,产生输出而已。

    02

    Unity Shader常用函数,标签,指令,宏总结(持续更新)

    UnityObjectToClipPos(v.vertex); 最基本的顶点变换,模型空间 ==》裁剪空间 mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex); 顶点:模型空间 ==》世界空间,多用于顶点着色器 UnityObjectToWorldNormal(v.normal); 法线:模型空间 ==》世界空间,多用于顶点着色器,float3(归一化后fixed3) UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos.xyz); 仅前向渲染,世界空间顶点位置 ==》世界空间光源方向,多用于片元着色器,一般会顺带归一化(fixed3) UnityWorldSpaceViewDir(i.worldPos.xyz); 世界空间顶点位置 ==》世界空间视线方向,多用于片元着色器,一般会顺带归一化(fixed3) P.S.一般[0,1]范围内的尽量用低精度fixed类型,如单位矢量,颜色等 Tags{"lightmode"="forwardbase"}(字符串不区分大小写,编译时会自动转为所有字母大写) 指示光照模型为前向渲染的基本模式 #include "UnityCG.cginc"(字符串不区分大小写,编译时会自动转为所有字母大写) 包含大量基本内置函数,宏等,一般自带 #include "lighting.cginc"(字符串不区分大小写,编译时会自动转为所有字母大写) 包含基本光照属性,如 _LightColor0 UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT(使用大写) 环境光,一般取前三个分量rgb(xyz);基本光照模型需要有环境光,漫反射,高光等 基本纹理&法线贴图: TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex); 基本纹理变换,用于顶点着色器,相当于v.uv*_MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw;(其中xy存缩放,zw存偏移,对应面板参数);_MainTex_ST需额外定义 tex2D(_MainTex, i.uv); 基本纹理采样,用于片元着色器;一般会定义染色属性并与之相乘得到反射率(albedo),反射率作为环境光和漫反射计算的因子 UnpackNormalWithScale(packedNormal, _BumpScale); 反映射法线贴图采样结果得到顶点空间中的法线方向,同时计算凹凸映射的缩放;packedNormal为法线贴图直接采样结果,_BumpScale为凹凸缩放值;法线贴图必须进行导入设置为Normal Map UnityObjectToWorldDir(v.tangent.xyz); 方向(切线):模型空间 ==》世界空间,多用于顶点着色器 cross(worldNormal, worldTangent)*v.tangent.w 计算副法线,cross(,)两个向量叉积,用于得知两个坐标轴求第三个坐标轴朝向,w控制朝向的正负;知道三个朝向就可以构造变换矩阵了 TANGENT_SPACE_ROTATION 得到从模型空间到顶点空间的变换矩阵rotation,随后可直接进行如下计算,例如: mul(rotation, ObjSpaceLightDir(v.vertex)); 模型空间顶点位置 ==》模型空间光源方向==》顶点空间光源方向 mul(rotation, ObjSpaceViewDir(v.vertex)); 模型空间顶点位置 ==》模型空间视线方向==》顶点空间视线方向 多光源&前向渲染&光照衰减: Tags{"lightmode"="forwardbase"}(第一个Pass,全局性通用计算,只计算一次,不用开启混合) Tags{"lightmode"="forwardadd"}(第二个Pass,根据光源数目不同可能多次计算,需开启混合) 前向渲染的两种标签,分别位于不同的两个Pass,指示每个Pass的光照模式 #pragma multi_compile_fwdbase #pragma multi_compile_fwdadd 前向渲染的两种指令,只有每个Pass配置正确指令才可能得到正确的光照变量,如光照衰减值 UNITY_LIGHT_ATTENUATION(atten, i, i.worldPos.xyz); 用于第二个Pass分别计算每个光源的衰减,atten为输出的衰减值,i为片元着色器的输入结构体,其内部数学运算根据各个光照的类型不同复杂度不一,具体可参考:https://github.com/candycat1992/Unity_Shaders_Book/issues/47 接收投影: SHADOW_COORDS(idx) 声明阴影纹理采样的坐标,用于顶点着色器输出结构体,idx为下一个可用插值寄存器(TEXCOORD)的索引值 TRANSFER_SHADOW(o); 用于在顶点着色器

    01

    Shader经验分享

    流水线 1.应用阶段:(CPU)输出渲染图元,粗粒度剔除等 比如完全不在相机范围内的需要剔除,文件系统的粒子系统实现就用到粗粒度剔除。 2.几何阶段:(GPU)把顶点坐标转换到屏幕空间,包含了模型空间 到世界空间 到观察空间(相机视角view) 到齐次裁剪空间(投影project2维空间,四维矩阵,通过-w<x<w判断是否在裁剪空间) 到归一化设备坐标NDC(四维矩阵通过齐次除法,齐次坐标的w除以xyz实现归一化) 到屏幕空间(通过屏幕宽高和归一化坐标计算)。 a.顶点着色器:坐标变换和逐顶点光照,将顶点空间转换到齐次裁剪空间。 b.曲面细分着色器:可选 c.几何着色器:可选 d.裁剪:通过齐次裁剪坐标的-w<x<w判断不在视野范围内的部分或者全部裁剪,归一化。 e.屏幕映射:把NDC坐标转换为屏幕坐标 3.光栅化阶段:(GPU)把几何阶段传来的数据来产生屏幕上的像素,计算每个图元覆盖了哪些像素,计算他们的颜色、 a.三角形设置:计算网格的三角形表达式 b.三角形遍历:检查每个像素是否被网格覆盖,被覆盖就生成一个片元。 c.片元着色器:对片元进行渲染操作 d.逐片元操作:模板测试,深度测试 混合等 e.屏幕图像 ------------------------------------------------------- 矩阵: M*A=A*M的转置(M是矩阵,A是向量,该公式不适合矩阵与矩阵) 坐标转换: o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);顶点位置模型空间到齐次空间 o.worldNormal = mul((float3x3)_Object2World,v.normal);//游戏中正常的法向量转换,转换后法向量可能不与原切线垂直,但是不影响游戏显示,而且大部分显示也是差不多的。一般用这个就行了。 o.worldNormal = mul(v.normal, (float3x3)_World2Object);顶点法向量从模型空间转换到世界空间的精确算法,公式是用_Object2World该矩阵的逆转置矩阵去转换法线。然后通过换算得到该行。 ------------------------------------------------------- API: UNITY_MATRIX_MVP 将顶点方向矢量从模型空间变换到裁剪空间 UNITY_MATRIX_MV 将顶点方向矢量从模型空间变换到观察空间 UNITY_MATRIX_V 将顶点方向矢量从世界空间变换到观察空间 UNITY_MATRIX_P 将顶点方向矢量从观察空间变换到裁剪空间 UNITY_MATRIX_VP 将顶点方向矢量从世界空间变换到裁剪空间 UNITY_MATRIX_T_MV UNITY_MATRIX_MV的转置矩阵 UNITY_MATRIX_IT_MV UNITY_MATRIX_MV的逆转置矩阵,用于将法线从模型空间转换到观察空间 _Object2World将顶点方向矢量从模型空间变换到世界空间,矩阵。 _World2Object将顶点方向矢量从世界空间变换到模型空间,矩阵。 模型空间到世界空间的矩阵简称M矩阵,世界空间到View空间的矩阵简称V矩阵,View到Project空间的矩阵简称P矩阵。 --------------------------------------------- _WorldSpaceCameraPos该摄像机在世界空间中的坐标 _ProjectionParams _ScreenParams _ZBufferParams unity_OrthoParams unity_Cameraprojection unity_CameraInvProjection unity_CameraWorldClipPlanes[6]摄像机在世界坐标下的6个裁剪面,分别是左右上下近远、 ---------------------------- 1.表面着色器 void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {}表面着色器,unity特殊封装的着色器 Input IN:可以引用外部定义输入参数 inout SurfaceOutput o:输出参数 struct SurfaceOutput//普通光照 { half3 Albedo;//纹理,反射率,是漫反射的颜色值 half3 Normal;//法线坐标 half3 Emission;//自发光颜色 half Specular;//高光,镜面反射系数 half Gloss;//光泽度 half Alpha;//alpha通道 } 基于物理的光照模型:金属工作流Surfa

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