Unity Shader 一句话带过（简单点学那么复杂干啥）

前言：

这篇文章主要的内容是渲染相关的知识，是最基本的常用的知识，以unity 的shader 脚本为例，结合图形渲染流程记录各个部分，个人接触shader已有几年的时间，从最初的无从下手，到现在随便添油加醋，深知初学者的不易

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理解流程：

下面是一个在网上找到基本的渲染流程图

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大体的功能分类：应用阶段，几何阶段，光栅化阶段

应用阶段：渲染数据准备，以及传入GPU渲染接口

几何阶段：顶点着色器，曲面细分着色器，几何着色器、//可以控制的逻辑，常用的就是顶点函数，曲面细分函数和几何函数在个别平台不支持

光栅化阶段：像素着色器

其实就是对应的unity shader模板中的顶点函数和片元函数

//Unity 中的Surface shader是对像素着色器的封装

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unity shader脚本模板注释：

Shader "Unlit/NewUnlitShader"
{

	//属性会序列化到unity编辑器，没什么用，给界面调试人员看的，我是很少用到，只有在写完之后给别人提供参数接口的时候才会声明在Properties代码块中
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
    }
	//实际的着色器代码
    SubShader
    {
		//标签，表示这渲染前的条件和背景，就像你要定义一个变量必须得告诉编译器是什么类型的
		//这个就是告诉着色器，该物体是不是透明的，在哪个渲染队列，等等，还有好几种标签
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
	    //组件LOD：会根据相机的距离，选择不同的网格模型，输送到渲染端
		//shader中的LOD标签：根据不同的距离选择不同的subshader作为着色器
        LOD 100
		//注意：渲染流程中一种东西叫缓冲区，简单点理解就是集合，特别注重的是颜色缓冲（存颜色的列表），深度缓冲（存深度值的列表），
		//可以理解为各个列表之间数据都是一一对应的 ，实际上我也没有看过源码
		//然后该物体渲染的时候，可以理解为photoshop 图层之间的关系，一层覆盖一层，最终需要的一个列表

		//深度测试:	 根据什么条件把深度的值，要把颜色覆盖到缓冲区种
		ZTest  value	 //value = Less,value = LEqual  等   
		//深度写入 :  根据value的值，确定是否把顶点的深度值写入深度缓冲区, 当我们需要获取相机画面深度图的时候，就是获取深度缓冲区列表的值
		ZWrite	 value  //是否开启深度写入
		
		//透明写入（其实叫透明混合，就是定义  当前的透明值和缓冲区中的值一种缓冲方式）
		Blend  value //a b
		 //透明测试: 根据透明的值比较 ,需不需要覆盖缓冲区，
		AlphaTest

	    //正面，背面剔除,就是告诉着色器只计算正面还是背面，还是双面渲染，通常在着色器中，双面渲染是需要渲染两次的，也就是两个pass，一个渲染正面一个渲染背面
		Cull back/front
		//注意点：正面是 三角面法线的方向（面法线的方向是根据三角形三个顶点的法线，求出来的），背面是三角面法线相反的方向， 误区就是: 眼睛所看到的正面和背面有可能是错的

		//渲染通道，数据都是在pass代码块中进行操作的
		//就是一些数据的计算，无非就是那几个，模型的：顶点颜色，顶点位置，uv，贴图，
																     //环境的：光的方向和强度，	(就是光照模型，通常都不用写，用默认的就行)
        Pass
        {
			//程序起始标签，没什么用，就是编译器会识别这个把标签包裹的代码进行转换
            CGPROGRAM
			//声明的顶点函数，在流程中几何阶段中的，shader模板中隐藏一个曲面细分函数，因为曲面细分不是所有平台都通用，所有官方没写到模板里
            #pragma vertex vert
		   //片元函数：是光栅化阶段中的一个函数，主要是处理片元的颜色，
            #pragma fragment frag
            // make fog work
            #pragma multi_compile_fog
			//包含基础顶点函数库，正常来说都可以在这个脚本中定义，为了通用就把共用的提出了
            #include "UnityCG.cginc"
			//应用数据，就是从cpu，发来的结构体数据，meshrender 发送来的，这个结构体就是存储的模型的那几种数据
            struct appdata
            {
				//顶点位置，局部坐标，POSITION：顶点的语义，表示这个vertex是顶点的数据
                float4 vertex : POSITION;
				//顶点的uv坐标，TEXCOORD0：表示坐标存在TEXCOORD0这贴图中，好像一共最多有8张，Texcoord7
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };
			//这个是顶点函数的返回值，像素函数的形参，结构体重的字段可以随便定义，就是如果没有赋值会报警告
            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                UNITY_FOG_COORDS(1)
                float4 vertex : SV_POSITION;
            };
		    //这些可以理解为程序的成员变量  ，Properties代码块中的有规则的对应
            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;
			//顶点函数
            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
				//局部转裁剪位置
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
				//变换uv
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                //雾
				UNITY_TRANSFER_FOG(o,o.vertex);
                return o;
            }
			//像素函数	 ，后面的那个语义，标识着返回值是系统使使用
            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;
            }
			//结束标签
            ENDCG
        }
    }
}

注：物体的渲染顺序是 背景 -> 不透明的物体 -> 透明的物体，这个可以 配合着那几个测试阶段方便理解，然后可以使用unity的frame debug查看渲染的状态，以及渲染的顺序

结语：

个人感觉着色器写牛不牛，全靠美术功底，反正我的美术水平是0，着色器这块的水平估计也就到这了，用了近十年的unity，越来越讨厌这个平台，感觉学Unity就像学一些官方封装好的API，所以最近一直有转虚幻的想法，希望可以有机会跳到虚幻