【Unity Shaders】學習筆記——SurfaceShader（一）認識結構
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寫作本系列文章時使用的是Unity5.3。
寫代碼之前：
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當然啦，如果Unity都沒安裝的話肯定不會來學Unity Shaders吧？
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閱讀本系列文章之前你需要有一些編程的概念。
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在VS里面，Unity Shaders是沒有語法高亮顯示和智能提示的，VS黨可以參考一下這篇文章使代碼高亮顯示，也可以下載
shaderlabvs或NShader之類的插件使代碼高亮顯示。 -
這是針對小白的Unity Shaders的基礎知識，如果你已經有了基礎或者你是大神，那么這些文章不適合你。
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由於作者水平的局限，文中或許會有謬誤之處，懇請指出。
現在我們就要正式開始寫Unity Shaders了~
1. 新建Unity Project。
2. 在Assets文件夾下新建三個文件夾：Materials、Shaders、Textures。
3. 在Shaders文件夾下右鍵，Create-Shader-Standard Surface Shader，命名為MySurfaceShader。
4. 在Materials文件夾下新建Material，命名為MySurfaceShader，將它的Shader改為新建的Shader。
5. 新建一個Cube，將新建的材質賦給它。
如果你使用的是低於5.3的版本，你的右鍵菜單里不會有那么多種Shader，直接創建就好。直接創建的Shader代碼和Standard Surface Shader不同，其實就是比Standard Surface Shader更為簡化一點，聽了解釋你就會明白。
右鍵菜單里總共有四種Shader，分別是Standard Surface Shader、Unlit Shader、ImageEffect Shader、Compute Shader。
Unlit Shader和ImageEffect Shader都是Vertex&Fragment Shader，Compute Shader上一篇文章里講過。
讓我們打開MySurfaceShader看一看。
Shader "Custom/MySurfaceShader" {
Properties {
_Color ("Color", Color) = (1,1,1,1)
_MainTex ("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {}
_Glossiness ("Smoothness", Range(0,1)) = 0.5
_Metallic ("Metallic", Range(0,1)) = 0.0
}
SubShader {
Tags { "RenderType"="Opaque" }
LOD 200
CGPROGRAM
// Physically based Standard lighting model, and enable shadows on all light types
#pragma surface surf Standard fullforwardshadows
// Use shader model 3.0 target, to get nicer looking lighting
#pragma target 3.0
sampler2D _MainTex;
struct Input {
float2 uv_MainTex;
};
half _Glossiness;
half _Metallic;
fixed4 _Color;
void surf (Input IN, inout SurfaceOutputStandard o) {
// Albedo comes from a texture tinted by color
fixed4 c = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex) * _Color;
o.Albedo = c.rgb;
// Metallic and smoothness come from slider variables
o.Metallic = _Metallic;
o.Smoothness = _Glossiness;
o.Alpha = c.a;
}
ENDCG
}
FallBack "Diffuse"
}
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第一行代碼定義的是Shader在Unity里的路徑，在Material的Shader選項的下拉列表里可以看到它，你隨時都可以修改它。
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最后一行表示前面的着色程序顯卡不支持的時候就用默認的“Diffuse”。
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Properties括號里的東西就是Shader的屬性，打開Material的Inspector，你可以看見他們。語法就是：
變量名 （“檢視面板里顯示的名稱”， 變量類型）= 默認值
注意啦，沒有分號的。
這是Unity官網對Properties的介紹。
Unity支持的Properties類型如下：
Color ：顏色 Inspector面板里會有一個選取顏色的picker
Range ：某范圍內的浮點數 Inspector面板里會出現一個Slider
2D ：2D紋理
Rect ：創建非2次方邊長的紋理
Cube ：創建Cube Map，也是一種紋理
Float ：浮點數，和Range的區別就是Range是一個范圍內的數，Float是單個數
Vector：向量 定義一個四元素的容器
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SubShader是子着色器。Tags{}是標簽。LOD是Level of Detail的縮寫。Tag標簽里通常可以指定“Queque”和“RenderType”的值。“Queque”指渲染順序，有一些預定義的值，比如“BackGround”、“Geometry”等，可以自定義。“RenderType”是渲染類型，不透明物體用“Opaque”，透明物體用“Transparent”，還有一些其他的預定義的值，也可以自定義。
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CGPROGRAM和ENDCG里面是CG程序。
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#pragma surface surf Standard fullforwardshadowssurface說明是surface shader，可以換成Vertex或Fragment，surf是表面處理函數，在代碼段的下面就有一個surf函數。Standard fullforwardshadows是光照模型函數。 -
#pragma target 3.0設置編譯目標Shader model的版本。
后面surf函數里的東西就是重點啦。
在surf函數的上面，將properties里的變量用相同的名稱定義一遍。還有一個Input結構體，這是輸入結構。
來看看surf函數里都做了什么吧。
先定義了一個4元的定點數c，tex2D是紋理采樣函數，第一個參數是紋理，第二個參數是uv坐標，函數的返回值乘以顏色。o這個變量就是着色器會輸出的變量，也就是存儲着我們眼睛會看到的效果的變量。后面的語句的意思就是將各個值賦給o里的不同值。rgb就是RGB顏色，Albedo是反射值，Metalic是金屬值，Smoothness是光滑值，Alpha是透明通道。其實英語好就能看懂這些變量的意思了。（原諒我的翻譯）
如果是低於5.3的版本，o 變量的類型是SurfaceOutPut，這兩種類型意思是一樣的，只不過是不同的結構體。
如果是Standard fullforwardshadows光照模型，則對應用SurfaceOutputStandard，如果是Lambert光照模型（其他版本Unity默認的光照模型），則對應SurfaceOutput。
這就是一個surface shader程序的基本結構。
下一篇文章我會詳細介紹CG的類型和Input、SurfaceOutPut這兩個結構體。