Unity5标准着色器源代码剖析之一：架构分析篇

//-----------------------------------------------【Shader说明】---------------------------------------------------
//		 Unity5.2.1 Built-in Standard Shader
//      2015年10月  Commented by  浅墨
//      更多内容或交流，请访问浅墨的博客：http://blog.csdn.net/poem_qianmo
//---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Shader "Standard"
{
//------------------------------------【属性值】------------------------------------
Properties
{
//主颜色
_Color("Color", Color) = (1,1,1,1)
//主纹理
_MainTex("Albedo", 2D) = "white" {}

//Alpha剔除值
_Cutoff("Alpha Cutoff", Range(0.0, 1.0)) = 0.5
//平滑、光泽度
_Glossiness("Smoothness", Range(0.0, 1.0)) = 0.5

//金属性
[Gamma] _Metallic("Metallic", Range(0.0, 1.0)) = 0.0
//金属光泽纹理图
_MetallicGlossMap("Metallic", 2D) = "white" {}

//凹凸的尺度
_BumpScale("Scale", Float) = 1.0
//法线贴图
_BumpMap("Normal Map", 2D) = "bump" {}

//高度缩放尺度
_Parallax ("Height Scale", Range (0.005, 0.08)) = 0.02
//高度纹理图
_ParallaxMap ("Height Map", 2D) = "black" {}

//遮挡强度
_OcclusionStrength("Strength", Range(0.0, 1.0)) = 1.0
//遮挡纹理图
_OcclusionMap("Occlusion", 2D) = "white" {}

//自发光颜色
_EmissionColor("Color", Color) = (0,0,0)
//自发光纹理图
_EmissionMap("Emission", 2D) = "white" {}

//细节掩膜图
_DetailMask("Detail Mask", 2D) = "white" {}

//细节纹理图
_DetailAlbedoMap("Detail Albedo x2", 2D) = "grey" {}
//细节法线贴图尺度
_DetailNormalMapScale("Scale", Float) = 1.0
//细节法线贴图
_DetailNormalMap("Normal Map", 2D) = "bump" {}

//二级纹理的UV设置
[Enum(UV0,0,UV1,1)] _UVSec ("UV Set for secondary textures", Float) = 0

//混合状态的定义
[HideInInspector] _Mode ("__mode", Float) = 0.0
[HideInInspector] _SrcBlend ("__src", Float) = 1.0
[HideInInspector] _DstBlend ("__dst", Float) = 0.0
[HideInInspector] _ZWrite ("__zw", Float) = 1.0
}

//===========开始CG着色器语言编写模块===========
CGINCLUDE
//BRDF相关的一个宏
#define UNITY_SETUP_BRDF_INPUT MetallicSetup
//===========结束CG着色器语言编写模块===========
ENDCG

//------------------------------------【子着色器1】------------------------------------
// 此子着色器用于Shader Model 3.0
//----------------------------------------------------------------------------------------
SubShader
{
//渲染类型设置：不透明
Tags { "RenderType"="Opaque" "PerformanceChecks"="False" }

//细节层次设为：300
LOD 300

//--------------------------------通道1-------------------------------
// 正向基础渲染通道（Base forward pass）
// 处理方向光，自发光，光照贴图等 ...
Pass
{
//设置通道名称
Name "FORWARD"

//于通道标签中设置光照模型为ForwardBase，正向渲染基础通道
Tags { "LightMode" = "ForwardBase" }

//混合操作：源混合乘以目标混合
Blend [_SrcBlend] [_DstBlend]
// 根据_ZWrite参数，设置深度写入模式开关与否
ZWrite [_ZWrite]

//===========开启CG着色器语言编写模块===========
CGPROGRAM

//着色器编译目标：Model 3.0
#pragma target 3.0

//编译指令：不使用GLES渲染器编译
#pragma exclude_renderers gles

// ---------编译指令：着色器编译多样化--------
#pragma shader_feature _NORMALMAP
#pragma shader_feature _ _ALPHATEST_ON _ALPHABLEND_ON _ALPHAPREMULTIPLY_ON
#pragma shader_feature _EMISSION
#pragma shader_feature _METALLICGLOSSMAP
#pragma shader_feature ___ _DETAIL_MULX2
#pragma shader_feature _PARALLAXMAP

//--------着色器编译多样化快捷指令------------
//编译指令：编译正向渲染基础通道（用于正向渲染中，应用环境光照、主方向光照和顶点/球面调和光照）所需的所有变体。
//这些变体用于处理不同的光照贴图类型、主要方向光源的阴影选项的开关与否
#pragma multi_compile_fwdbase
//编译指令：编译几个不同变种来处理不同类型的雾效(关闭/线性/指数/二阶指数/)
#pragma multi_compile_fog

//编译指令：告知编译器顶点和片段着色函数的名称
#pragma vertex vertForwardBase
#pragma fragment fragForwardBase

//包含辅助CG头文件
#include "UnityStandardCore.cginc"

//===========结束CG着色器语言编写模块===========
ENDCG
}
//--------------------------------通道2-------------------------------
// 正向附加渲染通道（Additive forward pass）
// 以每个光照一个通道的方式应用附加的逐像素光照
Pass
{
//设置通道名称
Name "FORWARD_DELTA"

//于通道标签中设置光照模型为ForwardAdd，正向渲染附加通道
Tags { "LightMode" = "ForwardAdd" }

//混合操作：源混合乘以1
Blend [_SrcBlend] One

//附加通道中的雾效应该为黑色
Fog { Color (0,0,0,0) }

//关闭深度写入模式
ZWrite Off
//设置深度测试模式：小于等于
ZTest LEqual

//===========开启CG着色器语言编写模块===========
CGPROGRAM

//着色器编译目标：Model 3.0
#pragma target 3.0
//编译指令：不使用GLES渲染器编译
#pragma exclude_renderers gles

// ---------编译指令：着色器编译多样化--------
#pragma shader_feature _NORMALMAP
#pragma shader_feature _ _ALPHATEST_ON _ALPHABLEND_ON _ALPHAPREMULTIPLY_ON
#pragma shader_feature _METALLICGLOSSMAP
#pragma shader_feature ___ _DETAIL_MULX2
#pragma shader_feature _PARALLAXMAP

//--------使用Unity内置的着色器编译多样化快捷指令------------
//编译指令：编译正向渲染基础通道所需的所有变体，但同时为上述通道的处理赋予了光照实时阴影的能力。
#pragma multi_compile_fwdadd_fullshadows
//编译指令：编译几个不同变种来处理不同类型的雾效(关闭/线性/指数/二阶指数/)
#pragma multi_compile_fog

//编译指令：告知编译器顶点和片段着色函数的名称
#pragma vertex vertForwardAdd
#pragma fragment fragForwardAdd

//包含辅助CG头文件
#include "UnityStandardCore.cginc"

//===========结束CG着色器语言编写模块===========
ENDCG
}

// --------------------------------通道3-------------------------------
//  阴影渲染通道（Shadow Caster pass）
//  将将物体的深度渲染到阴影贴图或深度纹理中
Pass
{
//设置通道名称
Name "ShadowCaster"
//于通道标签中设置光照模型为ShadowCaster。
//此光照模型代表着将物体的深度渲染到阴影贴图或深度纹理。
Tags { "LightMode" = "ShadowCaster" }

//开启深入写入模式
ZWrite On
//设置深度测试模式：小于等于
ZTest LEqual

//===========开启CG着色器语言编写模块===========
CGPROGRAM

//着色器编译目标：Model 3.0
#pragma target 3.0

//编译指令：不使用GLES渲染器编译
#pragma exclude_renderers gles

// ---------编译指令：着色器编译多样化--------
#pragma shader_feature _ _ALPHATEST_ON _ALPHABLEND_ON _ALPHAPREMULTIPLY_ON

//--------着色器编译多样化快捷指令------------
//进行阴影投射相关的多着色器变体的编译
#pragma multi_compile_shadowcaster

//编译指令：告知编译器顶点和片段着色函数的名称
#pragma vertex vertShadowCaster
#pragma fragment fragShadowCaster

//包含辅助CG头文件
#include "UnityStandardShadow.cginc"

//===========结束CG着色器语言编写模块===========
ENDCG
}

// --------------------------------通道4-------------------------------
//  延迟渲染通道（Deferred Render Pass）
Pass
{
//设置通道名称
Name "DEFERRED"
//于通道标签中设置光照模型为Deferred，延迟渲染通道
Tags { "LightMode" = "Deferred" }

CGPROGRAM
#pragma target 3.0
// TEMPORARY: GLES2.0 temporarily disabled to prevent errors spam on devices without textureCubeLodEXT
#pragma exclude_renderers nomrt gles

//---------编译指令：着色器编译多样化（shader_feature）--------
#pragma shader_feature _NORMALMAP
#pragma shader_feature _ _ALPHATEST_ON _ALPHABLEND_ON _ALPHAPREMULTIPLY_ON
#pragma shader_feature _EMISSION
#pragma shader_feature _METALLICGLOSSMAP
#pragma shader_feature ___ _DETAIL_MULX2
#pragma shader_feature _PARALLAXMAP

//---------编译指令：着色器编译多样化（multi_compile）--------
#pragma multi_compile ___ UNITY_HDR_ON
#pragma multi_compile LIGHTMAP_OFF LIGHTMAP_ON
#pragma multi_compile DIRLIGHTMAP_OFF DIRLIGHTMAP_COMBINED DIRLIGHTMAP_SEPARATE
#pragma multi_compile DYNAMICLIGHTMAP_OFF DYNAMICLIGHTMAP_ON

//编译指令：告知编译器顶点和片段着色函数的名称
#pragma vertex vertDeferred
#pragma fragment fragDeferred

//包含辅助CG头文件
#include "UnityStandardCore.cginc"

//===========结束CG着色器语言编写模块===========
ENDCG
}

// --------------------------------通道5-------------------------------
//元通道（Meta Pass）
//为全局光照（GI），光照贴图等技术提取相关参数，如（emission, albedo等参数值）
//此通道并不在常规的渲染过程中使用
Pass
{
//设置通道名称
Name "META"

//于通道标签中设置光照模型为Meta
//（截止2015年10月22日，Unity 5.2.1的官方文档中并没有收录此光照模型，应该是Unity官方的疏漏）
Tags { "LightMode"="Meta" }
//关闭剔除操作
Cull Off

//===========开启CG着色器语言编写模块===========
CGPROGRAM

//编译指令：告知编译器顶点和片段着色函数的名称
#pragma vertex vert_meta
#pragma fragment frag_meta

//---------编译指令：着色器编译多样化--------
#pragma shader_feature _EMISSION
#pragma shader_feature _METALLICGLOSSMAP
#pragma shader_feature ___ _DETAIL_MULX2

//包含辅助CG头文件
#include "UnityStandardMeta.cginc"

//===========结束CG着色器语言编写模块==========
bd34
=
ENDCG
}
}

//------------------------------------【子着色器2】-----------------------------------
// 此子着色器用于Shader Model 2.0
//----------------------------------------------------------------------------------------
SubShader
{
//渲染类型设置：不透明
Tags { "RenderType"="Opaque" "PerformanceChecks"="False" }
//细节层次设为：150
LOD 150

//--------------------------------通道1-------------------------------
// 正向基础渲染通道（Base forward pass）
// 处理方向光，自发光，光照贴图等 ...
Pass
{
//设置通道名称
Name "FORWARD"
//于通道标签中设置光照模型为ForwardBase，正向渲染基础通道
Tags { "LightMode" = "ForwardBase" }
//混合操作：源混合乘以目标混合，即结果为两者的混合
Blend [_SrcBlend] [_DstBlend]
// 根据_ZWrite参数，设置深度写入模式开关与否
ZWrite [_ZWrite]

//===========开启CG着色器语言编写模块===========
CGPROGRAM
//着色器编译目标：Model 2.0
#pragma target 2.0

// ---------编译指令：着色器编译多样化--------
#pragma shader_feature _NORMALMAP
#pragma shader_feature _ _ALPHATEST_ON _ALPHABLEND_ON _ALPHAPREMULTIPLY_ON
#pragma shader_feature _EMISSION
#pragma shader_feature _METALLICGLOSSMAP
#pragma shader_feature ___ _DETAIL_MULX2
// SM2.0: NOT SUPPORTED shader_feature _PARALLAXMAP

//跳过如下变体的编译，简化编译过程
#pragma skip_variants SHADOWS_SOFT DIRLIGHTMAP_COMBINED DIRLIGHTMAP_SEPARATE

//--------着色器编译多样化快捷指令------------
#pragma multi_compile_fwdbase
#pragma multi_compile_fog

//编译指令：告知编译器顶点和片段着色函数的名称
#pragma vertex vertForwardBase
#pragma fragment fragForwardBase

//包含辅助CG头文件
#include "UnityStandardCore.cginc"

//===========结束CG着色器语言编写模块===========
ENDCG
}

//--------------------------------通道2-------------------------------
// 正向附加渲染通道（Additive forward pass）
// 以每个光照一个通道的方式应用附加的逐像素光照
Pass
{
//设置通道名称
Name "FORWARD_DELTA"

//于通道标签中设置光照模型为ForwardAdd，正向渲染附加通道
Tags { "LightMode" = "ForwardAdd" }

//混合操作：源混合乘以1
Blend [_SrcBlend] One

//附加通道中的雾效应该为黑色
Fog { Color (0,0,0,0) }

//关闭深度写入模式
ZWrite Off

//设置深度测试模式：小于等于
ZTest LEqual

//===========开启CG着色器语言编写模块===========
CGPROGRAM
//着色器编译目标：Model 2.0
#pragma target 2.0

// ---------编译指令：着色器编译多样化--------
#pragma shader_feature _NORMALMAP
#pragma shader_feature _ _ALPHATEST_ON _ALPHABLEND_ON _ALPHAPREMULTIPLY_ON
#pragma shader_feature _METALLICGLOSSMAP
#pragma shader_feature ___ _DETAIL_MULX2

//跳过一些变体的编译
// SM2.0: NOT SUPPORTED shader_feature _PARALLAXMAP
#pragma skip_variants SHADOWS_SOFT

//--------使用Unity内置的着色器编译多样化快捷指令------------
//编译指令：编译正向渲染基础通道所需的所有变体，但同时为上述通道的处理赋予了光照实时阴影的能力。
#pragma multi_compile_fwdadd_fullshadows
//编译指令：编译几个不同变种来处理不同类型的雾效(关闭/线性/指数/二阶指数/)
#pragma multi_compile_fog

//编译指令：告知编译器顶点和片段着色函数的名称
#pragma vertex vertForwardAdd
#pragma fragment fragForwardAdd

//包含辅助CG头文件
#include "UnityStandardCore.cginc"

//===========结束CG着色器语言编写模块===========
ENDCG
}

// --------------------------------通道3-------------------------------
//  阴影渲染通道（Shadow Caster pass）
//  将将物体的深度渲染到阴影贴图或深度纹理中
Pass
{
//设置通道名称
Name "ShadowCaster"

//于通道标签中设置光照模型为ShadowCaster。
//此光照模型代表着将物体的深度渲染到阴影贴图或深度纹理。
Tags { "LightMode" = "ShadowCaster" }

//开启深入写入模式
ZWrite On

//设置深度测试模式：小于等于
ZTest LEqual

//===========开启CG着色器语言编写模块===========
CGPROGRAM
//着色器编译目标：Model 2.0
#pragma target 2.0

//---------编译指令：着色器编译多样化（shader_feature）--------
#pragma shader_feature _ _ALPHATEST_ON _ALPHABLEND_ON _ALPHAPREMULTIPLY_ON

//编译指令：跳过某些变体的编译
#pragma skip_variants SHADOWS_SOFT

//快捷编译指令：进行阴影投射相关的多着色器变体的编译
#pragma multi_compile_shadowcaster

//编译指令：告知编译器顶点和片段着色函数的名称
#pragma vertex vertShadowCaster
#pragma fragment fragShadowCaster

//包含辅助CG头文件
#include "UnityStandardShadow.cginc"

//===========结束CG着色器语言编写模块===========
ENDCG
}

// --------------------------------通道4-------------------------------
//元通道（Meta Pass）
//为全局光照（GI），光照贴图等技术提取相关参数，如（emission, albedo等参数值）
//此通道并不在常规的渲染过程中使用
Pass
{
//设置通道名称
Name "META"

//于通道标签中设置光照模型为Meta
//（截止2015年10月22日，Unity 5.2.1的官方文档中并没有收录此光照模型，应该是Unity官方的疏漏）
Tags { "LightMode"="Meta" }
//关闭剔除操作
Cull Off

//===========开启CG着色器语言编写模块===========
CGPROGRAM

//编译指令：告知编译器顶点和片段着色函数的名称
#pragma vertex vert_meta
#pragma fragment frag_meta

//---------编译指令：着色器编译多样化--------
#pragma shader_feature _EMISSION
#pragma shader_feature _METALLICGLOSSMAP
#pragma shader_feature ___ _DETAIL_MULX2

//包含辅助CG头文件
#include "UnityStandardMeta.cginc"

//===========结束CG着色器语言编写模块===========
ENDCG
}
}

//回退Shader为顶点光照Shader
FallBack "VertexLit"
//使用特定的自定义编辑器UI界面
CustomEditor "StandardShaderGUI"
}

标准着色器的源代码部分相对于着色器的体量来说，算是有点长的，加上注释后有近500行。先稍微把它的架构稍微理一下。

标准着色器由两个SubShader组成。第一个SubShader用于处理Shader Model 3.0，有5个通道，第二个SubShader用于处理Shader Model 2.0, 有4个通道，

详细的架构如下图:



摘录：
http://blog.csdn.net/poem_qianmo/article/details/49556461