Unity3D Shader编程】之五 圣诞夜篇: Unity中Shader的三种形态对比&混合操作合辑

来源:互联网 发布:淘宝直播怎样秒杀东西 编辑:程序博客网 时间:2024/05/17 03:37

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作者:毛星云(浅墨)    微博:http://weibo.com/u/1723155442

邮箱: happylifemxy@163.com




本文算是固定功能Shader的最后一篇,下一次更新应该就会开始讲解表面Shader,而讲解完表面Shader,后续文章最终会讲解到顶点着色器和片段着色器(也就是可编程Shader)。

文章第一部分复习和进一步了解了Unity中Shader的三种形态,然后讲解了固定功能Shader中混合操作的方方面面,然后以6个Shader的书写作为实战内容,最后创建了一个温馨美好的圣诞夜场景进行了Shader的测试。

 

依旧是国际惯例,先上本文配套程序的截图吧。

圣诞节就快到了,而下次更新就已经过了圣诞节,于是这次更新浅墨就提前把这个场景放出来吧,预祝大家圣诞节快乐~

 

雪花飘落:


 

 

可爱的圣诞雪人:


 

 

精心装扮的圣诞树:

 

 

 

月是故乡明:

 


雾气弥漫:



OK,图先就上这么多。文章末尾有更多的运行截图,并提供了源工程的下载。可运行的exe下载在这里:

 

【可运行的exe游戏场景请点击这里下载试玩】

 

 

 好的,我们正式开始。







一、再谈Unity中Shader的三种形态





因为Unity中基础的固定功能Shader的知识点基本上讲完,下期开始就要准备讲表面着色器(Surface Shader)了,所以在文章开头,让我们复习和更深入了解一下Unity中Shader的三种形态。

 


在Unity中,Shader便可以分成如下三种基本类型:

 

 

1.固定功能着色器(FixedFunction Shader)

 

2.表面着色器(SurfaceShader)

 

3.顶点着色器&片段着色器(Vertex Shader & Fragment Shader)

 

 

 

顾名思义,其中的固定功能着色器便是我们所说的固定功能渲染管线(fixed-functionrenderingpipelines)的具体表现,而表面着色器、顶点着色器以及片段着色器便属于可编程渲染管线。下面分别对其进行简单的介绍。

 

 

 

 


 


1.1  Unity中的Shader形态之一:固定功能Shader

 


 

这里的固定功能着色器可以说是Unity为Shader的书写自带的一层壳,Unity已经在内部为我们做了大量的工作,我们只要稍微记住一些关键字、一些规范就可以实现出很多不错的效果。固定功能着色器是我们初学Unity Shader的最近几篇文章中的主要学习对象。而后面的表面着色器、顶点着色器以及片段着色器就是在固定功能着色器的基础上嵌套了CG语言的代码而成的更加复杂的着色器。我们来看看他们的一些基本概念。

固定管线是为了兼容老式显卡。都为顶点光照,就是我们前四篇文章加上这篇文章中讲到的内容。

其特征是里面的核心是下面Material材质属性块、没有CGPROGRAM和ENDCG块,以及各种顶点着色和片段着色的宏命令。

 

一个光照材质完备版的固定功能Shader示例如下:

 

[cpp] view plain copy
 print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. Shader "浅墨Shader编程/Volume5/固定功能的Shader示例"     
  2. {    
  3.     //-------------------------------【属性】-----------------------------------------    
  4.     Properties     
  5.     {    
  6.         _Color ("主颜色", Color) = (1,1,1,0)    
  7.         _SpecColor ("高光颜色", Color) = (1,1,1,1)    
  8.         _Emission ("自发光颜色", Color) = (0,0,0,0)    
  9.         _Shininess ("光泽度", Range (0.01, 1)) = 0.7    
  10.         _MainTex ("基本纹理", 2D) = "white" {}    
  11.     }    
  12.     
  13.     //--------------------------------【子着色器】--------------------------------    
  14.     SubShader    
  15.     {    
  16.         //----------------通道---------------    
  17.         Pass    
  18.         {    
  19.             //-----------材质------------    
  20.             Material    
  21.             {    
  22.                 //可调节的漫反射光和环境光反射颜色    
  23.                 Diffuse [_Color]    
  24.                 Ambient [_Color]    
  25.                 //光泽度    
  26.                 Shininess [_Shininess]    
  27.                 //高光颜色    
  28.                 Specular [_SpecColor]    
  29.                 //自发光颜色    
  30.                 Emission [_Emission]    
  31.             }    
  32.             //开启光照    
  33.             Lighting On    
  34.             //开启独立镜面反射    
  35.             SeparateSpecular On    
  36.             //设置纹理并进行纹理混合    
  37.             SetTexture [_MainTex]     
  38.             {    
  39.                 Combine texture * primary DOUBLE, texture * primary    
  40.             }    
  41.         }    
  42.     }    
  43. }     


我们将此Shader编译后赋给材质,得到如下效果:



 

实际场景中的测试效果:

 

 



 


1.2 Unity中的Shader形态之二:表面着色器SurfaceShader

 


 

这部分算是Unity微创新自创的一套着色器标准。

表面着色器(Surface Shader)这个概念更多的只是在Unity中听说,可以说是Unity自己发扬光大的一项使Shader的书写门槛降低和更易用的技术。我们会在接下来的学习中逐渐意识到Unity是如何为我们把Shader的复杂性包装起来,使其书写的过程更便捷和易用

的。一些特性如下:

 

•      SurfaceShader可以认为是一个光照Shader的语法块、一个光照VS/FS的生成器。减少了开发者写重复代码的需要。

•      特征是在SubShader里出现CGPROGRAM和ENDCG块。(而不是出现在Pass里。因为SurfaceShader自己会编译成多个Pass。)

•      编译指令是:

#pragma surface surfaceFunction lightModel[optionalparams]

o     surfaceFunction:surfaceShader函数,形如void surf (Input IN, inoutSurfaceOutput o)

o     lightModel:使用的光照模式。包括Lambert(漫反射)和BlinnPhong(镜面反射)。

     也可以自己定义光照函数。比如编译指令为#pragma surface surf MyCalc

     在Shader里定义half4 LightingMyCalc (SurfaceOutputs, 参数略)函数进行处理(函数名在签名加上了“Lighting”)。

•      我们自己定义输入数据结构(比如上面的Input)、编写自己的Surface函数处理输入、最终输出修改过后的SurfaceOutput。而SurfaceOutput的定义为:


[cpp] view plain copy
 print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. struct SurfaceOutput  
  2. {  
  3.     half3 Albedo; // 纹理颜色值(r, g, b)  
  4.     half3 Normal; // 法向量(x, y, z)  
  5.     half3 Emission; // 自发光颜色值(r, g, b)  
  6.     half Specular; // 镜面反射度  
  7.     half Gloss; // 光泽度  
  8.     half Alpha; // Alpha不透明度  
  9. };  


 

上面是一些特性总结,让我们看一个具体Shader示例:

 

[cpp] view plain copy
 print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. Shader "浅墨Shader编程/Volume5/表面Shader示例 "     
  2. {    
  3.     //-------------------------------【属性】-----------------------------------------    
  4.     Properties     
  5.     {    
  6.         _MainTex ("【纹理】Texture", 2D) = "white" {}    
  7.         _BumpMap ("【凹凸纹理】Bumpmap", 2D) = "bump" {}    
  8.         _RimColor ("【边缘颜色】Rim Color", Color) = (0.17,0.36,0.81,0.0)    
  9.         _RimPower ("【边缘颜色强度】Rim Power", Range(0.6,9.0)) = 1.0    
  10.     }    
  11.     
  12.     //----------------------------【开始一个子着色器】---------------------------    
  13.     SubShader     
  14.     {    
  15.         //渲染类型为Opaque,不透明    
  16.         Tags { "RenderType" = "Opaque" }    
  17.     
  18.         //-------------------开始CG着色器编程语言段-----------------    
  19.         CGPROGRAM    
  20.     
  21.         //使用兰伯特光照模式    
  22.         #pragma surface surf Lambert    
  23.             
  24.         //输入结构    
  25.         struct Input     
  26.         {    
  27.             float2 uv_MainTex;//纹理贴图    
  28.             float2 uv_BumpMap;//法线贴图    
  29.             float3 viewDir;//观察方向    
  30.         };    
  31.     
  32.         //变量声明    
  33.         sampler2D _MainTex;//主纹理    
  34.         sampler2D _BumpMap;//凹凸纹理    
  35.         float4 _RimColor;//边缘颜色    
  36.         float _RimPower;//边缘颜色强度    
  37.     
  38.         //表面着色函数的编写    
  39.         void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o)    
  40.         {    
  41.             //表面反射颜色为纹理颜色    
  42.             o.Albedo = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb;    
  43.             //表面法线为凹凸纹理的颜色    
  44.             o.Normal = UnpackNormal (tex2D (_BumpMap, IN.uv_BumpMap));    
  45.             //边缘颜色    
  46.             half rim = 1.0 - saturate(dot (normalize(IN.viewDir), o.Normal));    
  47.             //边缘颜色强度    
  48.             o.Emission = _RimColor.rgb * pow (rim, _RimPower);    
  49.         }    
  50.     
  51.         //-------------------结束CG着色器编程语言段------------------    
  52.         ENDCG    
  53.     }     
  54.     
  55.     //“备胎”为普通漫反射    
  56.     Fallback "Diffuse"    
  57. }  

 

我们将此Shader编译后赋给材质,得到如下效果:

 


调各种颜色玩一玩:

  

 



 

而实际场景中的测试效果(对应于一开始的金色):





 




1.3 Unity中的Shader形态之三:可编程Shader

 




可编程Shader其实就是顶点着色器和片段着色器,这一部分和DirectX系的HLSL和CG着色器语言联系紧密。其实就是Unity给HLSL和CG报了一个ShaderLab的壳。

研究过Direct3D和OpenGL着色器编程的童鞋们一定对顶点着色器和片段着色器不陌生。我们来简单介绍一下他们的用途。

顶点着色器:产生纹理坐标,颜色,点大小,雾坐标,然后把它们传递给裁剪阶段。

片段着色器:进行纹理查找,决定什么时候执行纹理查找,是否进行纹理查找,及把什么作为纹理坐标。

 

可编程Shader的特点为:

    • 功能最强大、最自由的形态。
    • 特征是在Pass里出现CGPROGRAM和ENDCG块
    • 编译指令#pragma。详见官网Cg snippets。其中重要的包括:

编译指令

示例/含义

#pragma vertex name
#pragma fragment name

替换name,来指定Vertex Shader函数、Fragment Shader函数。

#pragma target name

替换name(为2.0、3.0等)。设置编译目标shader model的版本。

#pragma only_renderers name name ...
#pragma exclude_renderers name name...

#pragma only_renderers gles gles3,
#pragma exclude_renderers d3d9 d3d11 opengl,
只为指定渲染平台(render platform)编译

    • 关于引用库。通过形如#include "UnityCG.cginc"引入指定的库。常用的就是UnityCG.cginc了。其他库详见官网Built-in shader include files。
    • ShaderLab内置值。Unity给Shader程序提供了便捷的、常用的值,比如下面例子中的UNITY_MATRIX_MVP就代表了这个时刻的MVP矩阵。详见官网ShaderLab built-in values。
    • Shader输入输出参数语义(Semantics)。在管线流程中每个阶段之间(比如Vertex Shader阶段和FragmentShader阶段之间)的输入输出参数,通过语义字符串,来指定参数的含义。常用的语义包括:COLOR、SV_Position、TEXCOORD[n]。完整的参数语义可见HLSL Semantic(由于是HLSL的连接,所以可能不完全在Unity里可以使用)。
    • 特别地,因为Vertex Shader的的输入往往是管线的最开始,Unity为此内置了常用的数据结构:

数据结构

含义

appdata_base

顶点着色器输入位置、法线以及一个纹理坐标。

appdata_tan

顶点着色器输入位置、法线、切线以及一个纹理坐标。

appdata_full

顶点着色器输入位置、法线、切线、顶点颜色以及两个纹理坐标。

appdata_img

顶点着色器输入位置以及一个纹理坐标。

 

 

让我们用一个可编程着色器Shader示例结束此部分的讲解:

 

[cpp] view plain copy
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  1. Shader "浅墨Shader编程/Volume5/可编程Shader示例"   
  2. {  
  3.     //-------------------------------【属性】--------------------------------------  
  4.     Properties   
  5.     {  
  6.         _Color ("Color", Color) = (1.0,1.0,1.0,1.0)  
  7.         _SpecColor ("Specular Color", Color) = (1.0,1.0,1.0,1.0)  
  8.         _Shininess ("Shininess", Float) = 10  
  9.     }  
  10.   
  11.     //--------------------------------【子着色器】--------------------------------  
  12.     SubShader   
  13.     {  
  14.         //-----------子着色器标签----------  
  15.         Tags { "LightMode" = "ForwardBase" }  
  16.   
  17.         //----------------通道---------------  
  18.         Pass   
  19.         {  
  20.             //-------------------开始CG着色器编程语言段-----------------    
  21.             CGPROGRAM  
  22.             #pragma vertex vert  
  23.             #pragma fragment frag  
  24.               
  25.             //---------------声明变量--------------  
  26.             uniform float4 _Color;  
  27.             uniform float4 _SpecColor;  
  28.             uniform float _Shininess;  
  29.               
  30.             //--------------定义变量--------------  
  31.             uniform float4 _LightColor0;  
  32.               
  33.             //--------------顶点输入结构体-------------  
  34.             struct vertexInput   
  35.             {  
  36.                 float4 vertex : POSITION;  
  37.                 float3 normal : NORMAL;  
  38.             };  
  39.   
  40.             //--------------顶点输出结构体-------------  
  41.             struct vertexOutput   
  42.             {  
  43.                 float4 pos : SV_POSITION;  
  44.                 float4 col : COLOR;  
  45.             };  
  46.               
  47.             //--------------顶点函数--------------  
  48.             vertexOutput vert(vertexInput v)  
  49.             {  
  50.                 vertexOutput o;  
  51.                   
  52.                 //一些方向  
  53.                 float3 normalDirection = normalize( mul( float4(v.normal, 0.0), _World2Object ).xyz );  
  54.                 float3 viewDirection = normalize( float3( float4( _WorldSpaceCameraPos.xyz, 1.0) - mul(_Object2World, v.vertex).xyz ) );  
  55.                 float3 lightDirection;  
  56.                 float atten = 1.0;  
  57.                   
  58.                 //光照  
  59.                 lightDirection = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);  
  60.                 float3 diffuseReflection = atten * _LightColor0.xyz * max( 0.0, dot( normalDirection, lightDirection ) );  
  61.                 float3 specularReflection = atten * _LightColor0.xyz * _SpecColor.rgb * max( 0.0, dot( normalDirection, lightDirection ) ) * pow( max( 0.0, dot( reflect( -lightDirection, normalDirection ), viewDirection ) ), _Shininess );  
  62.                 float3 lightFinal = diffuseReflection + specularReflection + UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT;  
  63.                   
  64.                 //计算结果  
  65.                 o.col = float4(lightFinal * _Color.rgb, 1.0);//颜色  
  66.                 o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);//位置  
  67.                 return o;  
  68.             }  
  69.               
  70.             //--------------片段函数---------------  
  71.             float4 frag(vertexOutput i) : COLOR  
  72.             {  
  73.                 return i.col;  
  74.             }  
  75.   
  76.             //-------------------结束CG着色器编程语言段------------------  
  77.             ENDCG  
  78.         }  
  79.     }  
  80.     //备胎  
  81.     Fallback "Diffuse"  
  82.       
  83. }  


我们将此Shader编译后赋给材质,得到如下效果:

 



可以发现就算这么简单的可编程Shader其细节效果也是非常出色,比固定功能Shader和表面Shader都看起来高端。我们依然是调各种颜色玩一玩:


 

 


 

实际场景中的测试效果:



 

 

OK,下面我们来看本次文章的主角——blending操作。

 

 

 





 

二、混合操作(Blending)



 


我们直奔主题吧。混合操作最常见的用途便是用来制作透明物体、或者是进行纹理的混合。它是Shader渲染的最后一步:



如上图所示,正被渲染的像素经过顶点光照、顶点着色器、剔除和深度测试,雾效、Alpha测试等一系列操作之后,最后一步便是混合操作。这个时候计算结果即将被输出到帧缓冲中。而混合操作,就是管理如何将这些像素输出到帧缓存中的这样一个过程——是直接替换原来的,是一加一的混合,还是有Alpha参与的不等比地混合等等。

混合操作有两个对象:源和目标,因此也有两个对应的因子,即源因子和目标因子(对应于下面讲解的Blend SrcFactor DstFactor操作)。

而如果我们把RGB颜色通道和Alpha通道分开来操作的话,混合就有了4个操作对象(对应于下面讲解的Blend SrcFactor DstFactor,SrcFactorA DstFactorA操作)。

 






2.1 混合操作相关的句法

 



Blend Off

Turn off blending 关闭混合


Blend SrcFactorDstFactor

基本的配置并启动混操作。对产生的颜色乘以SrcFactor.对 已存在于屏幕的颜色乘以DstFactor,并且两者将被叠加在一起。

 

Blend SrcFactorDstFactor, SrcFactorA DstFactorA

同上,但是使用不同的要素来混合alpha通道,也就是有了4个操作对象

 

BlendOp Add /Min | Max | Sub | RevSub

此操作不是Blend操作一样添加混合颜色在一起,而是对它们做不同的操作。

而如下便是常用混合操作符(blend operations)的含义列举:

Add

将源像素和目标像素相加.

Sub

用源像素减去目标像素

RevSub

用目标像素减去源像素

Min

取目标像素和源像素颜色的较小者作为结果

Max

取目标像素和源像素颜色的较大者作为结果

 

 



2.2 混合因子(Blend factors)列举

 


Blend SrcFactor DstFactor

以下所有的属性都可作为SrcFactor或DstFactor。其中,Source指的是被计算过的颜色,Destination是已经在屏幕上的颜色。


One值为1,使用此因子来让帧缓冲区源颜色或是目标颜色完全的通过。Zero值为0,使用此因子来删除帧缓冲区源颜色或目标颜色的值。SrcColor使用此因子为将当前值乘以帧缓冲区源颜色的值SrcAlpha使用此因子为将当前值乘以帧缓冲区源颜色Alpha的值。DstColor使用此因子为将当前值乘以帧缓冲区源颜色的值。DstAlpha使用此因子为将当前值乘以帧缓冲区源颜色Alpha分量的值。OneMinusSrcColor使用此因子为将当前值乘以(1 -帧缓冲区源颜色值)OneMinusSrcAlpha使用此因子为将当前值乘以(1 -帧缓冲区源颜色Alpha分量的值)OneMinusDstColor使用此因子为将当前值乘以(1 –目标颜色值)OneMinusDstAlpha使用此因子为将当前值乘以(1 –目标Alpha分量的值)



2.3 常见的混合操作句法示例

 



上面都是一些句法和列表的列举,往往会令人一头雾水,下面这是一些示例,用其中的任何一句加在Pass中就可以实现对应的混合操作了:

 

[cpp] view plain copy
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  1. Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha    // Alpha混合  
  2. Blend One One                       // 相加  
  3. Blend One OneMinusDstColor         // 比较柔和的相加(SoftAdditive)  
  4. Blend DstColor Zero                  // 乘法  
  5. Blend DstColor SrcColor              // 2倍乘法  




 

 



三、QianMo's Toolkit升级到v1.3

 

 

这次QianMo's Toolkit又迎来了新的特性——飞翔。

将脚本赋给Controller,并调整相应的速度,(并可以先禁掉之前的鼠标视角控制相关脚本)然后点运行,并可以在天空中自由地飞翔了。


其中用W、A、S、D控制前后左右,R、F控制上升下降。

 

其代码如下:

[cpp] view plain copy
 print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. //-----------------------------------------------【脚本说明】-------------------------------------------------------  
  2. //      脚本功能:   控制Contorller在场景中飞翔  
  3. //      使用语言:   C#  
  4. //      开发所用IDE版本:Unity4.5 06f 、Visual Studio 2010      
  5. //      2014年12月 Created by 浅墨      
  6. //      更多内容或交流,请访问浅墨的博客:http://blog.csdn.net/poem_qianmo  
  7. //---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------  
  8.   
  9. //-----------------------------------------------【使用方法】-------------------------------------------------------  
  10. //      第一步:在Unity中拖拽此脚本到场景的Controller之上,或在Inspector中[Add Component]->[浅墨's Toolkit]->[SetMaxFPS]  
  11. //      第二步:在面板中设置相关鼠标速度  
  12. //---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------  
  13.   
  14. using UnityEngine;  
  15. using System.Collections;  
  16.   
  17. //添加组件菜单  
  18. [AddComponentMenu("浅墨's Toolkit/FlyController")]  
  19. public class FlyController : MonoBehaviour  
  20. {  
  21.     //参数定义  
  22.     public float lookSpeed = 5.0f;  
  23.     public float moveSpeed = 1.0f;  
  24.   
  25.     public float rotationX = 0.0f;  
  26.     public float rotationY = 0.0f;  
  27.   
  28.   
  29.     void Update()  
  30.     {  
  31.         //获取鼠标偏移量  
  32.         rotationX += Input.GetAxis("Mouse X") * lookSpeed;  
  33.         rotationY += Input.GetAxis("Mouse Y") * lookSpeed;  
  34.         rotationY = Mathf.Clamp(rotationY, -90, 90);  
  35.   
  36.         //鼠标控制视角  
  37.         transform.localRotation = Quaternion.AngleAxis(rotationX, Vector3.up);  
  38.         transform.localRotation *= Quaternion.AngleAxis(rotationY, Vector3.left);  
  39.         transform.position += transform.forward * moveSpeed * Input.GetAxis("Vertical");  
  40.         transform.position += transform.right * moveSpeed * Input.GetAxis("Horizontal");  
  41.   
  42.         //I键,向上平移  
  43.         if (Input.GetKey(KeyCode.R))  
  44.             transform.position += transform.up * moveSpeed;  
  45.         //K键,向下平移  
  46.         if (Input.GetKey(KeyCode.F))  
  47.             transform.position -= transform.up * moveSpeed;  
  48.     }  
  49. }  



就这样,我们的QianMo’s Toolkit中的工具越来越多:




 


 

四、Shader书写实战

 

 




1. 纹理载入Shader



因为后面几个shader的需要,先根据我们之前所学,几行代码就可以实现一个纹理载入Shader:

[cpp] view plain copy
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  1. Shader "浅墨Shader编程/Volume5/18.基本纹理载入"   
  2. {  
  3.     //-------------------------------【属性】--------------------------------------  
  4.     Properties   
  5.     {  
  6.         _MainTex ("基本纹理", 2D) = "black" { }  
  7.     }  
  8.   
  9.     //--------------------------------【子着色器】--------------------------------  
  10.     SubShader   
  11.     {  
  12.         //-----------子着色器标签----------  
  13.         Tags { "Queue" = "Geometry" } //子着色器的标签设为几何体  
  14.   
  15.         //----------------通道---------------  
  16.         Pass   
  17.         {  
  18.             //设置纹理  
  19.             SetTexture [_MainTex] { combine texture }  
  20.         }  
  21.     }  
  22. }  


我们将此Shader编译后赋给材质,得到如下效果:

 


实际场景中的运行效果如下:


 

 

 




2.基本blend使用




在上面简单的texture载入的Shader的基础上加上一行关于blend的代码,就成了我们今天的第二个Shader:

 

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  1. Shader "浅墨Shader编程/Volume5/19.基本blend使用"   
  2. {  
  3.     //-------------------------------【属性】-----------------------------------------  
  4.     Properties   
  5.     {  
  6.         _MainTex ("将要混合的基本纹理", 2D) = "black" { }  
  7.     }  
  8.   
  9.     //--------------------------------【子着色器】----------------------------------  
  10.     SubShader   
  11.     {  
  12.         //-----------子着色器标签----------  
  13.         Tags { "Queue" = "Geometry" } //子着色器的标签设为几何体  
  14.   
  15.         //----------------通道---------------  
  16.         Pass   
  17.         {  
  18.             //进行混合  
  19.             Blend DstColor Zero                  // 乘法  
  20.             //设置纹理  
  21.             SetTexture [_MainTex] { combine texture }  
  22.         }  
  23.     }  
  24. }  


我们将此Shader编译后赋给材质,得到如下效果:


我们采用的是乘法混合操作(  Blend DstColor Zero),可以发现颜色相对于第一个Shader有了稍微的变暗。

 

虽然肉眼很难看出区别,但实际上的确是有变化的:

 

 





3.基本blend使用+颜色可调




再给我们的Shader加上一点可自定义的颜色,并让纹理的alpha通道插值混合顶点颜色  。代码如下:

 

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  1. Shader "浅墨Shader编程/Volume5/20.基本blend使用+颜色可调"   
  2. {  
  3.     //-------------------------------【属性】-----------------------------------------  
  4.     Properties   
  5.     {  
  6.         _MainTex ("将混合的纹理", 2D) = "black" {}  
  7.          _Color ("主颜色", Color) = (1,1,1,0)    
  8.     }  
  9.   
  10.     //--------------------------------【子着色器】--------------------------------  
  11.     SubShader   
  12.     {  
  13.         //-----------子着色器标签----------  
  14.         Tags { "Queue" = "Transparent" } //子着色器的标签设为透明  
  15.   
  16.         //----------------通道---------------  
  17.         Pass   
  18.         {  
  19.             Blend One OneMinusDstColor          // 柔性相加  
  20.             SetTexture [_MainTex]  
  21.             {   
  22.                 // 使颜色属性进入混合器    
  23.                 constantColor [_Color]    
  24.                 // 使用纹理的alpha通道插值混合顶点颜色    
  25.                 combine constant lerp(texture) previous    
  26.             }  
  27.         }  
  28.     }  
  29. }  

 

我们将此Shader编译后赋给材质,得到如下效果:

 

 

调成各种颜色:

  

 


实际场景中的测试效果:


 

 

 

 

 



4.基本blend使用+顶点光照




在之前Shader的基础上,给我们的Shader再加上材质属性和顶点光照:

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  1. Shader "浅墨Shader编程/Volume5/21.基本blend使用+顶点光照"   
  2. {  
  3.     //-------------------------------【属性】-----------------------------------------  
  4.     Properties   
  5.     {  
  6.         _MainTex ("Texture to blend", 2D) = "black" {}  
  7.         _Color ("主颜色", Color) = (1,1,1,0)    
  8.     }  
  9.   
  10.     //--------------------------------【子着色器】--------------------------------  
  11.     SubShader   
  12.     {  
  13.         //-----------子着色器标签----------  
  14.         Tags { "Queue" = "Transparent" }  
  15.   
  16.         //----------------通道---------------  
  17.          Pass   
  18.             {  
  19.                 //【1】设置材质  
  20.                 Material  
  21.                 {  
  22.                     Diffuse [_Color]    
  23.                     Ambient [_Color]   
  24.                 }  
  25.   
  26.                 //【2】开启光照    
  27.                 Lighting On   
  28.                 Blend One OneMinusDstColor          // Soft Additive  
  29.                 SetTexture [_MainTex]  
  30.                 {   
  31.                     // 使颜色属性进入混合器    
  32.                     constantColor [_Color]    
  33.                     // 使用纹理的alpha通道插值混合顶点颜色    
  34.                     combine constant lerp(texture) previous    
  35.                 }  
  36.             }  
  37.     }  
  38. }  


 

于是结果如下:

 


调各种颜色看看:

 

 



 在场景中的测试效果图为:


 


 

 




5.实现玻璃效果第二版

 




之前我们用剔除实现过一版玻璃效果,这次我们来用blend实现完全不一样的玻璃效果,需要载入一个cubemap(其实根据cubemap的选择不同,会实现不同的效果,比如本次的最终效果就有点像金属材质)。


Shader的代码如下:

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  1. Shader "浅墨Shader编程/Volume5/22.玻璃效果v2"   
  2. {  
  3.     //-------------------------------【属性】--------------------------------------  
  4.     Properties   
  5.     {  
  6.         _Color ("Main Color", Color) = (1,1,1,1)  
  7.         _MainTex ("Base (RGB) Transparency (A)", 2D) = "white" {}  
  8.         _Reflections ("Base (RGB) Gloss (A)", Cube) = "skybox" { TexGen CubeReflect }  
  9.     }  
  10.   
  11.     //--------------------------------【子着色器】--------------------------------  
  12.     SubShader   
  13.     {  
  14.         //-----------子着色器标签----------  
  15.         Tags { "Queue" = "Transparent" }  
  16.   
  17.         //----------------通道---------------  
  18.         Pass   
  19.         {  
  20.             //进行纹理混合  
  21.             Blend One One  
  22.   
  23.             //设置材质  
  24.             Material   
  25.             {  
  26.                 Diffuse [_Color]  
  27.             }  
  28.   
  29.             //开光照  
  30.             Lighting On  
  31.   
  32.             //和纹理相乘  
  33.             SetTexture [_Reflections]   
  34.             {  
  35.                 combine texture  
  36.                 Matrix [_Reflection]  
  37.             }  
  38.         }  
  39.     }  
  40. }   


我们将此Shader编译后赋给材质,得到如下效果,可以发现最终效果是一个带室内场景反射的金属材质:

 


实际场景中的测试效果:


 






6. 实现玻璃效果第三版

 



我们给上面的第二版加上第二个pass,最终代码如下:

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 print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. Shader "浅墨Shader编程/Volume5/23.玻璃效果v3"   
  2. {  
  3.     //-------------------------------【属性】-----------------------------------------  
  4.     Properties   
  5.     {  
  6.         _Color ("Main Color", Color) = (1,1,1,1)  
  7.         _MainTex ("Base (RGB) Transparency (A)", 2D) = "white" {}  
  8.         _Reflections ("Base (RGB) Gloss (A)", Cube) = "skybox" { TexGen CubeReflect }  
  9.     }  
  10.   
  11.     //--------------------------------【子着色器】----------------------------------  
  12.     SubShader   
  13.     {  
  14.         //-----------子着色器标签----------  
  15.         Tags { "Queue" = "Transparent" }  
  16.   
  17.         //----------------通道1--------------  
  18.         Pass   
  19.         {  
  20.             Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha  
  21.   
  22.             Material   
  23.             {  
  24.                 Diffuse [_Color]  
  25.             }  
  26.   
  27.             Lighting On  
  28.             SetTexture [_MainTex] {  
  29.                 combine texture * primary double, texture * primary  
  30.             }  
  31.         }  
  32.   
  33.         //----------------通道2--------------  
  34.         Pass   
  35.         {  
  36.             //进行纹理混合  
  37.             Blend One One  
  38.   
  39.             //设置材质  
  40.             Material   
  41.             {  
  42.                 Diffuse [_Color]  
  43.             }  
  44.   
  45.             //开光照  
  46.             Lighting On  
  47.   
  48.             //和纹理相乘  
  49.             SetTexture [_Reflections]   
  50.             {  
  51.                 combine texture  
  52.                 Matrix [_Reflection]  
  53.             }  
  54.         }  
  55.     }  
  56. }   


载入同样的纹理和cubemap,得到的效果更加醇厚优异:



实际场景中的测试效果:


 

 OK,这次的Shader实战就是上面的这些了。

 

 

 


 


五、圣诞夜场景创建




就像文章开头中说的,圣诞节就快到了,而下次更新就已经过了圣诞节,于是这次更新浅墨就提前把这个精心准备的圣诞夜场景放出来吧,预祝大家圣诞节快乐~

以大师级美工鬼斧神工的场景作品为基础,浅墨调整了场景布局,加入了音乐,并加入了更多高级特效,于是便得到了如此这次温馨美好的场景。

而冬天穿衣不便,加上路滑,浅墨故意把controller调出了走路打滑的感觉。

运行游戏,圣诞音乐渐渐响起,雪白的雪花静静飘落,我们来到美丽的圣诞夜:



 

雪花飞扬:


 

月上树梢:




浅墨精心装扮的圣诞树:



月光给屋顶披上一层清辉:

 

 

火炉、圣诞礼物:


 


月是故乡明:


 

 

可爱的圣诞雪人:


 

浅墨是不会告诉你们是怎么进到门紧关的房子里面来的,自己摸索吧~



大雪纷飞的路:



 

最后放一张这次Shader的全家福:


 

 



OK,美图就放这么多。游戏场景可运行的exe可以在文章开头中提供的链接下载。而以下是源工程的下载链接。



本篇文章的示例程序源工程请点击此处下载:

 

     【浅墨Unity3D Shader编程】之五 圣诞夜篇配套Unity工程下载




好的,本篇文章到这里就全部结束了。

浅墨在这里提前祝大家圣诞节快乐~

下周一,新的游戏编程之旅,我们不见不散~

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