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解读Unity中的CG编写Shader系列1——初识CG

2015-01-27 20:20 363 查看
CG=C for Graphics用于计算机图形编程的C语言超集

前提知识点:

1.CG代码必须

CGPROGRAM

。。。

ENDCG括起来

2.顶点着色器与片段着色器的主函数名称可随意,但需要再#pragma vert 与#pragma fragment中声明并且与主函数名完全匹配,shader才会找到入口

3.float4是一种压缩数组,float4 vert与float vert[4]严格意义上讲不同,虽然都是存放4个float,但float4作为向量类型做点乘、内积等处理更快速

4.语义 :变量除了变量名与数据类型之外,还在:后声明其语义

例子一:RGB立方体

例题阐述:

     给一个立方体(cube)创建一个shader,在立方体的直角坐标系中,三个坐标x,y,z的取值范围为{0,0,0}至{1,1,1},而RGBA颜色red,green,blue,alpha的取值范围正好是{0,0,0,0}至{1,1,1,1},将alpha写死为1,那么r,g,b分别与x,y,z建立一一映射,可得到一个6个面展示所有

具体代码及其含义如下:

Shader “Custom/RGBCube” {

SubShader

{

Pass {

CGPROGRAM

#pragma vertex vert //顶点着色器入口函数声明

#pragma fragment frag // 片段着色器入口函数声明

//顶点输出结构体

struct vertexOutput {

//声明结构体的成员pos,类型为float类型的4元向量,语义为SV_POSITION,col同理;

float4 pos : SV_POSITION;

float4 col : TEXCOORD0;

};

//顶点着色器入口函数vert,与pragma第一条声明匹配,返回类型为刚刚定义的顶点输出结构体

vertexOutput vert(float4 vertexPos : POSITION)

{

vertexOutput output; //这里不需要struct关键字

//顶点着色器将数据写入输出结构体中。

output.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, vertexPos);

//mul是顶点变换函数,UNITY_MATRIX_MVP是unity的内建矩阵,vertexPos是这个函数的形参

//此行代码的作用为将形参vertexPos(本例即Cube对象的顶点向量)按照unity的内建矩阵进行顶点变换

output.col = vertexPos + float4(0.5, 0.5, 0.5, 0.0);

//这行代码是实现RGB立方体的关键

//vertexPos的值域为题干所提到的x,y,z三元组各自减去0.5构成的值域

//但是这里接受的类型为float4,可见第四元应该是无意义的常数1

//意思是vertexPos的值域为{-0.5,-0.5,-0.5,1}至{0.5,0.5,0.5,1}

//而对这个值域进行+{0.5,0.5,0.5,0}的矢量相加才能得到RGB (A恒定为1)的所有颜色区间

return output;

//将输出结构体返回,进入下一个环节(简单理解为给片段着色器)

//ps:更细致的环节有顶点变换–>顶点着色–>几何元的构建–>光栅化几何元

//–>片段着色–>略

}

//片段着色器入口函数frag,与pragma第二条声明匹配,返回类型为float4语义为COLOR,

//这里除了颜色没有其他的输出,所以没有输出结构体

float4 frag(vertexOutput input) : COLOR

//此函数的形参类型为顶点着色器的输出结构体,没有语义

//原因就在于片段着色器位于顶点着色器的下一个环节,参数按照这个顺序传递

{

//由于col属性已经在顶点着色器中计算,直接返回进入下一环节

//下一环节是什么这里不探讨了

return input.col;

}

ENDCG

}

}

//如果以上SubShader渲染失败则回滚采用Diffuse

FallBack “Diffuse”

}

补充:

刚刚写掉了,为何vertexPos的值域为{-0,5,-0.5,-0.5,1}至{0.5,0.5,0.5,1}而非{0,0,0,1}至{1,1,1,1}呢?

因为我们的直角坐标系原点没有在顶点上而是在cube的几何中心,故其值域为{-0,5,-0.5,-0.5,1}至{0.5,0.5,0.5,1},over

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