Shader和Material

如果是进行3d游戏开 发的话，想必您对着两个词不会陌生。Shader（着色器）实际上就是一小段程序，它负责将输入的Mesh（网格）以指定的方式和输入的贴图或者颜色等组 合作用，然后输出。绘图单元可以依据这个输出来将图像绘制到屏幕上。输入的贴图或者颜色等，加上对应的Shader，以及对Shader的特定的参数设 置，将这些内容（Shader及输入参数）打包存储在一起，得到的就是一个Material（材质）。之后，我们便可以将材质赋予合适的 renderer（渲染器）来进行渲染（输出）了。

所以说Shader并没有什么特别神奇的，它只是一段规定好输入（颜色，贴图等）和输出（渲染器能够读懂的点和颜色的对应关系）的程序。而Shader开发者要做的就是根据输入，进行计算变换，产生输出而已。

Shader大体上可以分为两类，简单来说

表面着色器（Surface Shader） - 为你做了大部分的工作，只需要简单的技巧即可实现很多不错的效果。类比卡片机，上手以后不太需要很多努力就能拍出不错的效果。

片段着色器（Fragment Shader） - 可以做的事情更多，但是也比较难写。使用片段着色器的主要目的是可以在比较低的层级上进行更复杂（或者针对目标设备更高效）的开发。

在Unity中材质与Shader的关系很紧密。Shader中的代码定义使用什么样的属性和资源。材质允许我们调整属性以及指定资源。

要创建一个新的材质，可以通过 Material, use Assets->Create->Material ，然后可以把它直接拖到游戏对象上以应用之。

Shader的技术细节

Unity 中大量的 Shader 系统。让我们可以调整游戏的内置图形效果。其工作原理是像这样的：

Shader 从根本上说是为游戏内置的shading外观定义了一个公式。在Shader内部有一些属性（典型地是纹理），Shader是通过材质实现的，材质是直接附加到每个GameObject上的。在材质内部，可以选择一个Shader，然后定义Shader要用到的属性（通常是纹理和颜色，但还有很多其他的）

过程相当复杂，流程是下面这样的

左边的图是Carbody Shader，2个不同的材质通过Blue car Material和Red car Material创建的，这2种材质都各指定了2个纹理：Car Texture 定义了车的主要纹理，另一个纹理是Color FX。Shader的这些属性让车看起来有两种色调。 可以看到红车的前面：面对摄像机的是黄色，然后角度越大就越褪成紫色。材质被附加到两个车上。车轮，灯和车窗没有变色效果，因为要用到不同的材质。 图的底部是一个Simple Metal Shader，Wheel Material 用了这个Shader。 具体地说， Shader 定义了:

• 渲染物体的方式，包括根据用户的不同的显卡使用不同的方式。
• 任何用于渲染的顶点和片断的程序。
• 材质内部可赋值的纹理属性。
• 材质内部可赋值的颜色和数量设置。

材质定义了：

• 用哪个纹理渲染。
• 用哪个颜色渲染。

任何其他资源，比如shader渲染要用到的Cubemap。

Shader是图形程序员的命中注定。用ShaderLab语言创建，非常简单。但是，要让shader很好地运行在各种各样的显卡上就不容易了。

Unity直接内置了大量的 shaders，在 Standard Assets Library 库中还有更多。

其中Legacy Shaders是Unity4.x的Shaders

Shader编程

Unity有三种Shader编程

• Surface Shader：Unity提供一种简化的支持光照的Shader
• Vertex & Frag Shader：自己控制整个渲染过程
• Fixed Shader：采用固定的光照算法，只填写相应的SurfaceOutput和SurfaceOutputStandard的值