ShaderLab

ShaderLab

Unity中的着色器程序使用的是ShaderLab着色语言，同时支持使用Cg、HLSL和GLSL编写的着色器程序。

Shader

Shader命令的语法为

Shader "name"{
    [Properties]
    Subshaders{…}
    [Fallback]
}

Subshaders中包含一个子着色器的列表，其中至少有一个子着色器。当加载一个着色器程序时，Unity将遍历这个列表，获取第一个能被用户机器支持的子着色器。如果没有子着色器被支持，Unity将尝试使用降级着色器，即Fallback操作。

Properties

Properties用来定义在显示材质设定界面的属性列表。

例：

Properties{
    _RangeValue("Range Value",Range(0.1,0.5))=0.3
    _FloatValue("Float Value",Float)=0.3
    _Color("Color",Color)=(1,1,1,1)
    _Vector("Vector",Vector)=(1,1,1,1)
    _MainTex("Albedo (RGB)",2D)="while"{TexGen EyeLinear}
    _Cube("CubeTex",Cube)="skybox"{TexGen CubeReflect}
}

options选项包含如下几项：

• TexGen：纹理生成模式，可以是ObjectLinear、EysLinear、SphereMap、CubeReflect、CubeNormal中一种，这些模式与OpenGL的纹理生成模式相对应。如果使用了自定义的顶点程序，那么该参数将被忽略；
• LightmapMode：选择该选项，则纹理 将受渲染器的光照贴图参数影响。纹理将不会从材质中获取，而是取自渲染器的设置。

Subshader

Subshader包含子着色器标签（可选）、通用状态（可选）和Pass列表组成，基本语法：

Subshader{[Tags] [CommonState] Pass{}}

定义Pass通道的类型有：RegularPass、UsePass和GrabPass。

例：

Subshader{
    Tags{"Queue"="Transparent"}      //渲染队列为透明队列
    Pass{
        Lighting Off                 //关闭光照
        SetTexture[_MainText]{}      //设置纹理
    }
}

Subshader Tags

子着色器使用标签Tags告诉Unity渲染引擎或者其他用户如何认证这个SubShader。 Tags基本语法：

Tags{"标签1"="值1" "标签2"="值2"}

标签的标准是键值对，可以有任意个。常用的标签如下：

• Queue tag——队列标签，Queue标签用来决定对象被渲染的次序。 着色器决定对象所归属的渲染队列，任何透明物体都可以通过这种方法确保自身在不透明物体渲染之后渲染。预选值有：
  1. Background（背景），默认值为1000；
  2. Geometry（几何体），默认值为2000；
  3. AlphaTest（Alaph测试），默认值为2450；
  4. Transparent（透明），默认值为3000；
  5. Overlay（覆盖），默认值为4000；
• 自定义队列标签 自定义队列通过自定义一个队列，来满足特殊的需要； 例如：

  Tags{"Queue"="Geometry+600"}
  

  上述代码将对象的设置渲染队列设为2600，介于AlphaTest队列和Transparent队列之间。

• RenderType tag——渲染类型标签，RenderType标签将着色器分为若干个预定义组。

• DisableBatching tag——禁用批处理标签。
  1. True:着色器一直禁用批处理；
  2. False：不禁用批处理，默认值；
  3. LODFading：当LOD fading被激活时禁用批处理；
• ForceNoShadowCasting tag——强制不投射阴影标签。
• IgnoreProjecttor——忽略投影标签。
• CanUseSpriteAtlas tag——使用精灵图集标签。
• PreviewType tag——预览类型标签，默认以材质球形式展示。

Pass

Subshader的渲染方案由一个个通道（Pass）来执行，Subshader可以包含多个Pass块，每个Pass都使几何对象被渲染一次。 Pass的基本语法为：

Pass{[Name and Tags] [RenderSetup] [TextureSetup]}

• 名称和标签（Name and Tags）：可以定义Pass名字以及任意数量的标签，为Pass命名后，可以在别的着色器上通过Pass名称来引用它。标签则可以用来向渲染管线说明Pass的意图，形式为“键-值”。

• 通道渲染设置命令（RenderSetup）有：

• 纹理设置（TextureSetup） 纹理设置用于固定管线，如果使用表面着色器或自定义的顶点及片段着色器，那么纹理设置将被忽略。

纹理设置语法为：

SetTexture 纹理属性 {[命令选项]}

命令选项包括：

1. combine：将两个颜色源混合，混合的源可以是Previous（上一次SetTexture的结果）、constant（常量颜色值）、primary（顶点颜色）和texture（纹理颜色）。
2. constantColor:设置一个常量颜色值。
3. matrix：设置矩阵对纹理坐标进行转换。

• UsePass：可以通过UsePass来重用其他着色器中命名的Pass，例如：

UsePass "Specular/BASE" //使用高光着色器Specular中名为BASE的Pass

• GrabPass：将屏幕抓取到一个纹理中，供后续的Pass使用，可以通过_GrabTexture来访问。

Fallback

降级（Fallback）定义在所有子着色器后，如果没有任何子着色器能被运行到当前硬件上，将使用降级着色器。常用语法如下：

• Fallback “着色器名” 退回到给定名称的着色器。
• Fallback Off 显示声明没有降级并且不会打印任何警告，甚至没有子着色器会被当前硬件运行。

Category（分类）

分类用于提供子着色器继承的命令，比如着色器中的多个子着色器都需要关闭雾效、设置混合模式。例：

Shader "example"{
    Category{
        Fog{Mode Off}
        Blend One One
        SubShader{

        }
        //...
        SubShader{

        }
    }
}

Unity3D 5.X 内置着色器

根据应用对象的不同分为：

• 普通（Normal）：用于不透明的对象；
• 透明（Transparent）：用于半透明和全透明的对象；
• 透明镂空效果（TransparentCutOut）：用于由完全透明和完全不透明部分组成（不含半透明部分）的对象，像栅栏一样；
• 自发光（Self-IIIuminated Shader Family）：用于有自发光效果的对象；
• 反射（Reflective Shader Family）：用于能反射环境立方体贴图的不透明对象；

不同光照效果的计算开销从低到高排序

• Unlit：仅适用纹理颜色，不受光照影响；
• VertexLit：顶点光照；
• Diffuse：漫反射；
• Specular：在漫反射基础上增加高光计算；
• Normal Mapped：法线贴图，增加一张法线贴图和几个着色器指令；
• Normal Mapped Specular：带高光法线贴图；
• Parallax Normal Mapped：视差法线贴图，增加了视差贴图的计算开销；
• Parallax Normal Mapped Specular：带高光视差法线贴图

StandardShader 属性

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