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【浅墨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

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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:
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可爱的圣诞雪人:
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精心装扮的圣诞树:
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月是故乡明:
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雾气弥漫:
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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:
 
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Shader "浅墨Shader编程/Volume5/固定功能的Shader示例"     
{    
    //-------------------------------【属性】-----------------------------------------    
    Properties     
    {    
        _Color ("主颜色", Color) = (1,1,1,0)    
        _SpecColor ("高光颜色", Color) = (1,1,1,1)    
        _Emission ("自发光颜色", Color) = (0,0,0,0)    
        _Shininess ("光泽度", Range (0.01, 1)) = 0.7    
        _MainTex ("基本纹理", 2D) = "white" {}    
    }    
    
    //--------------------------------【子着色器】--------------------------------    
    SubShader    
    {    
        //----------------通道---------------    
        Pass    
        {    
            //-----------材质------------    
            Material    
            {    
                //可调节的漫反射光和环境光反射颜色    
                Diffuse [_Color]    
                Ambient [_Color]    
                //光泽度    
                Shininess [_Shininess]    
                //高光颜色    
                Specular [_SpecColor]    
                //自发光颜色    
                Emission [_Emission]    
            }    
            //开启光照    
            Lighting On    
            //开启独立镜面反射    
            SeparateSpecular On    
            //设置纹理并进行纹理混合    
            SetTexture [_MainTex]     
            {    
                Combine texture * primary DOUBLE, texture * primary    
            }    
        }    
    }    
}     


我们将此Shader编译后赋给材质,得到如下效果:
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实际场景中的测试效果:
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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:

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struct SurfaceOutput  
{  
    half3 Albedo; // 纹理颜色值(r, g, b)  
    half3 Normal; // 法向量(x, y, z)  
    half3 Emission; // 自发光颜色值(r, g, b)  
    half Specular; // 镜面反射度  
    half Gloss; // 光泽度  
    half Alpha; // Alpha不透明度  

};  


 
上面是一些特性总结,让我们看一个具体Shader示例:
 
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Shader "浅墨Shader编程/Volume5/表面Shader示例 "     
{    
    //-------------------------------【属性】-----------------------------------------    
    Properties     
    {    
        _MainTex ("【纹理】Texture", 2D) = "white" {}    
        _BumpMap ("【凹凸纹理】Bumpmap", 2D) = "bump" {}    
        _RimColor ("【边缘颜色】Rim Color", Color) = (0.17,0.36,0.81,0.0)    
        _RimPower ("【边缘颜色强度】Rim Power", Range(0.6,9.0)) = 1.0    
    }    
    
    //----------------------------【开始一个子着色器】---------------------------    
    SubShader     
    {    
        //渲染类型为Opaque,不透明    
        Tags { "RenderType" = "Opaque" }    
    
        //-------------------开始CG着色器编程语言段-----------------    
        CGPROGRAM    
    
        //使用兰伯特光照模式    
        #pragma surface surf Lambert    
            
        //输入结构    
        struct Input     
        {    
            float2 uv_MainTex;//纹理贴图    
            float2 uv_BumpMap;//法线贴图    
            float3 viewDir;//观察方向    
        };    
    
        //变量声明    
        sampler2D _MainTex;//主纹理    
        sampler2D _BumpMap;//凹凸纹理    
        float4 _RimColor;//边缘颜色    
        float _RimPower;//边缘颜色强度    
    
        //表面着色函数的编写    
        void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o)    
        {    
            //表面反射颜色为纹理颜色    
            o.Albedo = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb;    
            //表面法线为凹凸纹理的颜色    
            o.Normal = UnpackNormal (tex2D (_BumpMap, IN.uv_BumpMap));    
            //边缘颜色    
            half rim = 1.0 - saturate(dot (normalize(IN.viewDir), o.Normal));    
            //边缘颜色强度    
            o.Emission = _RimColor.rgb * pow (rim, _RimPower);    
        }    
    
        //-------------------结束CG着色器编程语言段------------------    
        ENDCG    
    }     
    
    //“备胎”为普通漫反射    
    Fallback "Diffuse"    
}  

 
我们将此Shader编译后赋给材质,得到如下效果:
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调各种颜色玩一玩:
 技术分享 技术分享
技术分享 技术分享
技术分享

 
而实际场景中的测试效果(对应于一开始的金色):
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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:
 
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Shader "浅墨Shader编程/Volume5/可编程Shader示例"   
{  
    //-------------------------------【属性】--------------------------------------  
    Properties   
    {  
        _Color ("Color", Color) = (1.0,1.0,1.0,1.0)  
        _SpecColor ("Specular Color", Color) = (1.0,1.0,1.0,1.0)  
        _Shininess ("Shininess", Float) = 10  
    }  
  
    //--------------------------------【子着色器】--------------------------------  
    SubShader   
    {  
        //-----------子着色器标签----------  
        Tags { "LightMode" = "ForwardBase" }  
  
        //----------------通道---------------  
        Pass   
        {  
            //-------------------开始CG着色器编程语言段-----------------    
            CGPROGRAM  
            #pragma vertex vert  
            #pragma fragment frag  
              
            //---------------声明变量--------------  
            uniform float4 _Color;  
            uniform float4 _SpecColor;  
            uniform float _Shininess;  
              
            //--------------定义变量--------------  
            uniform float4 _LightColor0;  
              
            //--------------顶点输入结构体-------------  
            struct vertexInput   
            {  
                float4 vertex : POSITION;  
                float3 normal : NORMAL;  
            };  
  
            //--------------顶点输出结构体-------------  
            struct vertexOutput   
            {  
                float4 pos : SV_POSITION;  
                float4 col : COLOR;  
            };  
              
            //--------------顶点函数--------------  
            vertexOutput vert(vertexInput v)  
            {  
                vertexOutput o;  
                  
                //一些方向  
                float3 normalDirection = normalize( mul( float4(v.normal, 0.0), _World2Object ).xyz );  
                float3 viewDirection = normalize( float3( float4( _WorldSpaceCameraPos.xyz, 1.0) - mul(_Object2World, v.vertex).xyz ) );  
                float3 lightDirection;  
                float atten = 1.0;  
                  
                //光照  
                lightDirection = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);  
                float3 diffuseReflection = atten * _LightColor0.xyz * max( 0.0, dot( normalDirection, lightDirection ) );  
                float3 specularReflection = atten * _LightColor0.xyz * _SpecColor.rgb * max( 0.0, dot( normalDirection, lightDirection ) ) * pow( max( 0.0, dot( reflect( -lightDirection, normalDirection ), viewDirection ) ), _Shininess );  
                float3 lightFinal = diffuseReflection + specularReflection + UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT;  
                  
                //计算结果  
                o.col = float4(lightFinal * _Color.rgb, 1.0);//颜色  
                o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);//位置  
                return o;  
            }  
              
            //--------------片段函数---------------  
            float4 frag(vertexOutput i) : COLOR  
            {  
                return i.col;  
            }  
  
            //-------------------结束CG着色器编程语言段------------------  
            ENDCG  
        }  
    }  
    //备胎  
    Fallback "Diffuse"  
      

}  


我们将此Shader编译后赋给材质,得到如下效果:
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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:

技术分享 技术分享
技术分享 技术分享

 
实际场景中的测试效果:
技术分享

 
 
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:
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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

 


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:
 
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Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha    // Alpha混合  
Blend One One                       // 相加  
Blend One OneMinusDstColor         // 比较柔和的相加(SoftAdditive)  
Blend DstColor Zero                  // 乘法  

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。
技术分享
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 plaincopyprint?技术分享技术分享

//-----------------------------------------------【脚本说明】-------------------------------------------------------  
//      脚本功能:   控制Contorller在场景中飞翔  
//      使用语言:   C#  
//      开发所用IDE版本:Unity4.5 06f 、Visual Studio 2010      
//      2014年12月 Created by 浅墨      
//      更多内容或交流,请访问浅墨的博客:http://blog.csdn.net/poem_qianmo  
//---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------  
  
//-----------------------------------------------【使用方法】-------------------------------------------------------  
//      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]  
//      第二步:在面板中设置相关鼠标速度  
//---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------  
  
using UnityEngine;  
using System.Collections;  
  
//添加组件菜单  
[AddComponentMenu("浅墨‘s Toolkit/FlyController")]  
public class FlyController : MonoBehaviour  
{  
    //参数定义  
    public float lookSpeed = 5.0f;  
    public float moveSpeed = 1.0f;  
  
    public float rotationX = 0.0f;  
    public float rotationY = 0.0f;  
  
  
    void Update()  
    {  
        //获取鼠标偏移量  
        rotationX += Input.GetAxis("Mouse X") * lookSpeed;  
        rotationY += Input.GetAxis("Mouse Y") * lookSpeed;  
        rotationY = Mathf.Clamp(rotationY, -90, 90);  
  
        //鼠标控制视角  
        transform.localRotation = Quaternion.AngleAxis(rotationX, Vector3.up);  
        transform.localRotation *= Quaternion.AngleAxis(rotationY, Vector3.left);  
        transform.position += transform.forward * moveSpeed * Input.GetAxis("Vertical");  
        transform.position += transform.right * moveSpeed * Input.GetAxis("Horizontal");  
  
        //I键,向上平移  
        if (Input.GetKey(KeyCode.R))  
            transform.position += transform.up * moveSpeed;  
        //K键,向下平移  
        if (Input.GetKey(KeyCode.F))  
            transform.position -= transform.up * moveSpeed;  
    }  

}  



就这样,我们的QianMo’s Toolkit中的工具越来越多:
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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:
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Shader "浅墨Shader编程/Volume5/18.基本纹理载入"   
{  
    //-------------------------------【属性】--------------------------------------  
    Properties   
    {  
        _MainTex ("基本纹理", 2D) = "black" { }  
    }  
  
    //--------------------------------【子着色器】--------------------------------  
    SubShader   
    {  
        //-----------子着色器标签----------  
        Tags { "Queue" = "Geometry" } //子着色器的标签设为几何体  
  
        //----------------通道---------------  
        Pass   
        {  
            //设置纹理  
            SetTexture [_MainTex] { combine texture }  
        }  
    }  

}  


我们将此Shader编译后赋给材质,得到如下效果:
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实际场景中的运行效果如下:
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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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Shader "浅墨Shader编程/Volume5/19.基本blend使用"   
{  
    //-------------------------------【属性】-----------------------------------------  
    Properties   
    {  
        _MainTex ("将要混合的基本纹理", 2D) = "black" { }  
    }  
  
    //--------------------------------【子着色器】----------------------------------  
    SubShader   
    {  
        //-----------子着色器标签----------  
        Tags { "Queue" = "Geometry" } //子着色器的标签设为几何体  
  
        //----------------通道---------------  
        Pass   
        {  
            //进行混合  
            Blend DstColor Zero                  // 乘法  
            //设置纹理  
            SetTexture [_MainTex] { combine texture }  
        }  
    }  
}  


我们将此Shader编译后赋给材质,得到如下效果:
技术分享
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:
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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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Shader "浅墨Shader编程/Volume5/20.基本blend使用+颜色可调"   
{  
    //-------------------------------【属性】-----------------------------------------  
    Properties   
    {  
        _MainTex ("将混合的纹理", 2D) = "black" {}  
         _Color ("主颜色", Color) = (1,1,1,0)    
    }  
  
    //--------------------------------【子着色器】--------------------------------  
    SubShader   
    {  
        //-----------子着色器标签----------  
        Tags { "Queue" = "Transparent" } //子着色器的标签设为透明  
  
        //----------------通道---------------  
        Pass   
        {  
            Blend One OneMinusDstColor          // 柔性相加  
            SetTexture [_MainTex]  
            {   
                // 使颜色属性进入混合器    
                constantColor [_Color]    
                // 使用纹理的alpha通道插值混合顶点颜色    
                combine constant lerp(texture) previous    
            }  
        }  
    }  
}  

 
我们将此Shader编译后赋给材质,得到如下效果:
 技术分享
 
调成各种颜色:
 技术分享 技术分享
技术分享 技术分享

实际场景中的测试效果:
技术分享
 
 
 
 
 


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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Shader "浅墨Shader编程/Volume5/21.基本blend使用+顶点光照"   
{  
    //-------------------------------【属性】-----------------------------------------  
    Properties   
    {  
        _MainTex ("Texture to blend", 2D) = "black" {}  
        _Color ("主颜色", Color) = (1,1,1,0)    
    }  
  
    //--------------------------------【子着色器】--------------------------------  
    SubShader   
    {  
        //-----------子着色器标签----------  
        Tags { "Queue" = "Transparent" }  
  
        //----------------通道---------------  
         Pass   
            {  
                //【1】设置材质  
                Material  
                {  
                    Diffuse [_Color]    
                    Ambient [_Color]   
                }  
  
                //【2】开启光照    
                Lighting On   
                Blend One OneMinusDstColor          // Soft Additive  
                SetTexture [_MainTex]  
                {   
                    // 使颜色属性进入混合器    
                    constantColor [_Color]    
                    // 使用纹理的alpha通道插值混合顶点颜色    
                    combine constant lerp(texture) previous    
                }  
            }  
    }  

}  


 
于是结果如下:
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调各种颜色看看:
技术分享 技术分享
技术分享 技术分享


 在场景中的测试效果图为:
技术分享
 

 
 



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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Shader "浅墨Shader编程/Volume5/22.玻璃效果v2"   
{  
    //-------------------------------【属性】--------------------------------------  
    Properties   
    {  
        _Color ("Main Color", Color) = (1,1,1,1)  
        _MainTex ("Base (RGB) Transparency (A)", 2D) = "white" {}  
        _Reflections ("Base (RGB) Gloss (A)", Cube) = "skybox" { TexGen CubeReflect }  
    }  
  
    //--------------------------------【子着色器】--------------------------------  
    SubShader   
    {  
        //-----------子着色器标签----------  
        Tags { "Queue" = "Transparent" }  
  
        //----------------通道---------------  
        Pass   
        {  
            //进行纹理混合  
            Blend One One  
  
            //设置材质  
            Material   
            {  
                Diffuse [_Color]  
            }  
  
            //开光照  
            Lighting On  
  
            //和纹理相乘  
            SetTexture [_Reflections]   
            {  
                combine texture  
                Matrix [_Reflection]  
            }  
        }  
    }  

}   


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:
 技术分享

实际场景中的测试效果:
技术分享
 





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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Shader "浅墨Shader编程/Volume5/23.玻璃效果v3"   
{  
    //-------------------------------【属性】-----------------------------------------  
    Properties   
    {  
        _Color ("Main Color", Color) = (1,1,1,1)  
        _MainTex ("Base (RGB) Transparency (A)", 2D) = "white" {}  
        _Reflections ("Base (RGB) Gloss (A)", Cube) = "skybox" { TexGen CubeReflect }  
    }  
  
    //--------------------------------【子着色器】----------------------------------  
    SubShader   
    {  
        //-----------子着色器标签----------  
        Tags { "Queue" = "Transparent" }  
  
        //----------------通道1--------------  
        Pass   
        {  
            Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha  
  
            Material   
            {  
                Diffuse [_Color]  
            }  
  
            Lighting On  
            SetTexture [_MainTex] {  
                combine texture * primary double, texture * primary  
            }  
        }  
  
        //----------------通道2--------------  
        Pass   
        {  
            //进行纹理混合  
            Blend One One  
  
            //设置材质  
            Material   
            {  
                Diffuse [_Color]  
            }  
  
            //开光照  
            Lighting On  
  
            //和纹理相乘  
            SetTexture [_Reflections]   
            {  
                combine texture  
                Matrix [_Reflection]  
            }  
        }  
    }  

}   


载入同样的纹理和cubemap,得到的效果更加醇厚优异:
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实际场景中的测试效果:
技术分享
 
 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:
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雪花飞扬:
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月上树梢:
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浅墨精心装扮的圣诞树:
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月光给屋顶披上一层清辉:
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火炉、圣诞礼物:
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月是故乡明:
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可爱的圣诞雪人:
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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~技术分享


大雪纷飞的路:
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最后放一张这次Shader的全家福:
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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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【浅墨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