Unity3D Shader 入門之簡單案例的實現（通過法線實現顏色變化）

在沒有接觸Unity3D  Shader 之前，總感覺shader特別神奇，因為聽說是對渲染流水線進行編程，就是對GPU進行編程。聽着特別高大上。這不，最近剛剛接觸Shader,學了幾個小案例，然后本文作為學習筆記將這個小案例的實現記錄下來。

筆者也是剛開始學習shader 沒幾天。在剛開始學shader 的時候，剛覺shader好難，面對shader一些奇怪的語法和一些語義，有點讓人頭疼。學着感覺一頭霧水，因為在學一些小案例之前還需要學習（復習）一些數學知識，因為涉及到坐標空間的轉換，所以看了很多矩陣運算和其他的一些數學知識。

我想很多學shader的人和我一樣吧，剛開始接觸shader的時候，發覺好難，我覺是因為沒有實現過一些小案例，所以讓shader披上了一層神秘的面紗。等實現了一些小案例就會發現，原來這東東是這樣玩的···

接下來我們就來實現一個小案例，效果如下圖：

 

然后來看看實現這種效果的過程

1.首先我們先建立一個測試項目，然后創建一個material(材質) 和 shader  ，在場景中創建一個球體和膠囊體。

2.把創建的shader賦給材質：

3.接下來就打開編輯器對shader進行編輯。

在此之前我們先來簡單了解以下shader框架

Shader "Custom/myshader"{
    Properties
    {
              // 屬性
    }
    Subshader
    {
              // 用於實現效果
    }
}
        

簡單了解過后，我們在Properties區域添加我們所需要的屬性

    Properties
    {
        _Color("Base Color",color)=(1,1,1,1)
        _MainTex("Base(RGB)",2D) = "white"{}
    }

屬性將會顯示在材質的屬性面板上，我們就可以通過面板對上面兩個屬性進行值的變換。為了讓美術和程序員合作，在shader中屬性的定義就是作為一個接口，程序員定義這個接口讓美術來調節渲染效果。

然后來看shader的核心部分，Subshader

Subshader
    {
     Tags{"Queue" = "transparent"  "RenderType" = "transparent"  "IgoreProjector" = "true" }     // 定義渲染所需要的一些標簽，讀者可以去查閱其他資料進行了解，在此不再累述
     Blend  SrcAlpha  oneMinusSrcAlpha     // 混合
     pass          // 渲染通道   注：一個Subshader里可以有多個pass
     {
        CGPROGRAM                 // 開始CG代碼
        #pragma vertex vert       // 重點，對頂點vert函數進行聲明 
        #pragma fragment frag     // 對片元frag函數進行聲明
        #include "UnityCG.cginc"  // 引入需要的文件（就像C++語言里的include一樣）

        sampler2D _MainTex;  // 變量名稱要和properties中的變量名稱相同，這個變量就有值了。
        float4 _Color;       // 同上

        struct v2f        // 結構體的定義是為了 vert  到   frag  的過度
        {
            float4 pos : POSITION;
            float4 uv   : TEXCOORD;
            float4 col :COLOR;
        };
        v2f vert(appdata_base v)    // appdata_base 來自於UnityCG.cginc    
        {
            v2f  o;
            o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);   // 坐標空間的轉換
            o.uv = v.texcoord;
            o.col.xyz = v.normal*0.5+0.5;   // 法線的取值范圍是-1到1   所以先乘0.5讓范圍到-0.5到0.5  ，在加上0.5，就符合顏色的取值范圍了。
            o.col.w = 1.0;
            return o;
        }
        half4 frag(v2f i) :COLOR 
        {
            half4 h = i.col;     // 賦值顏色
            return h;
        }
        ENDCG         // 結束CG代碼
     }

寫的很簡要，不過對於對shader有一小點了解的讀者來說可以理解了。

以下是完整源碼：

Shader "Custom/myshader"{
    Properties
    {
        _Color("Base Color",color)=(1,1,1,1)
        _MainTex("Base(RGB)",2D) = "white"{}
    }
    Subshader
    {
     Tags{"Queue" = "transparent"  "RenderType" = "transparent"  "IgoreProjector" = "true" }
     Blend  SrcAlpha  oneMinusSrcAlpha     
     pass 
     {
        Cull off
        CGPROGRAM
        #pragma vertex vert
        #pragma fragment frag
        #include "UnityCG.cginc"

        sampler2D _MainTex;
        float4 _Color;

        struct v2f
        {
            float4 pos : POSITION;
            float4 uv   : TEXCOORD;
            float4 col :COLOR;
        };
        v2f vert(appdata_base v)
        {
            v2f  o;
            o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
            o.uv = v.texcoord;
            o.col.xyz = v.normal*0.5+0.5;   
            o.col.w = 1.0;
            return o;
        }
        half4 frag(v2f i) :COLOR 
        {
            half4 h = i.col;
            return h;
        }
        ENDCG
     }
    }
}