4.Shader的属性

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发布时间 : 2024-05-22 11:20

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4.ShaderLab-ShaderLab语法规则-Shader的属性

4.ShaderLab-ShaderLab语法规则-Shader的属性

4.1 知识点

知识回顾

ShaderLab主要由四个部分组成：

Shader的名字
Shader的属性
1至多个子着色器
备用的Shader

第一部分：
// Shader "着色器名字" 
{ 
    // 第二部分
    Properties
    {
        // 材质面板上可以看到的属性
    }

    // 第三部分
    SubShader
    {
        // 顶点-片段着色器 或 表面着色器 或 固定函数着色器
    }
    SubShader
    {
        // 更加精简的版本
        // 目的是适配旧设备
    }
    // 可以有多个SubShader代码块

    // 第四部分
    Fallback "备用的Shader"
}

Shader的属性的作用

在Shader编写时，我们经常会用到不同类型的变量或贴图等资源。为了增加Shader的可调节性，有些变量不会直接在Shader程序中写死，而是作为开放的属性显示在我们的材质面板上，供我们使用时调节。这些开放的属性就是通过属性来定义的。

Shader的属性具有两个特点：

可以在材质面板被编辑
可以在后续当作输入变量提供给所有子着色器使用

Shader的属性的基本语法

在Shader文件中，Shader属性是存在于Shader语句块中的Properties属性语句块。我们只需要在Properties语句块中按照语法规则声明属性即可。

Unity Shader的属性主要分成三大类：数值、颜色和向量、纹理贴图。

属性的基本语法：

_Name("Display Name", type) = defaultValue[{options}]

_Name: 属性名字，规则是需要在前面加一个下划线，方便在之后获取
Display Name: 材质面板上显示的名字
type: 属性的类型
defaultValue: 将Shader指定给材质的时候初始化的默认值

例子：

// Shader "着色器名字" 
{ 
    // 第二部分
    Properties
    {
        // 材质面板上可以看到的属性
        _Name("Display Name", type) = defaultValue[{options}]
    }

    // 第三、四部分
    .......
    .......
}

数值类型属性

数值类型有三种：

整形
```
_Name("Display Name", Int) = number
```
浮点型
```
_Name("Display Name", Float) = number
```

范围浮点型

_Name("Display Name", Range(min,max)) = number

注意：Unity Shader中的数值类型属性基本都是浮点型(Float)数据。虽然提供了整数(Int)，但是编译时最终都会转换为浮点型。因此，我们更多使用的是Float类型。

创建顶点着色器，编辑Properties：

Properties
{     
    // 数值类型属性
    _MyInt("MyInt", Int) = 666
    _MyFloat("MyFloat", Float) = 0.666 // 不要加f，C#才要加
    _MyRange("MyRange", Range(1,5)) = 3
}

在材质中选择当前的顶点着色器，观察Inspector面板。

颜色和向量类型属性

颜色和向量类型属性之所以归纳在一起，是因为颜色是由RGBA四个分量代表，向量是由XYZW四个分量代表，它们都可以由一个四个数组成的类型表示。

颜色
```
_Name("Display Name", Color) = (number1,number2,number3,number4)
```
注意：颜色值中的RGBA的取值范围是 0~~1 （映射0~~255）

向量

_Name("Display Name", Vector) = (number1,number2,number3,number4)

注意：向量值中的XYZW的取值范围没有限制

在Properties添加颜色和向量类型属性：

Properties
{
    // 颜色和向量类型属性
    _MyColor("MyColor", Color) = (1,1,0,1)
    _MyVector("MyVector", Vector) = (123,456,789,666)
}

观察Inspector窗口。

纹理贴图类型属性

纹理贴图类型有四种：

2D 纹理（最常用的纹理，漫反射贴图、法线贴图都属于2D纹理）
```
_Name("Display Name", 2D) = "defaulttexture" {}
```
2DArray 纹理（纹理数组，允许在纹理中存储多层图像数据，每层看做一个2D图像，一般使用脚本创建，较少使用，了解即可）
```
_Name("Display Name", 2DArray) = "defaulttexture" {}
```
Cube map texture纹理（立方体纹理，由前后左右上下6张有联系的2D贴图拼成的立方体，比如天空盒和反射探针）
```
_Name("Display Name", Cube) = "defaulttexture" {}
```
3D纹理（一般使用脚本创建，极少使用，了解即可）
```
_Name("Display Name", 3D) = "defaulttexture" {}
```

注意：

关于defaulttexture默认值取值：
- 不写: 默认贴图为空
- white: 默认白色贴图（RGBA:1,1,1,1）
- black: 默认黑色贴图（RGBA:0,0,0,1）
- gray: 默认灰色贴图（RGBA:0.5,0.5,0.5,1）
- bump: 默认凸贴图（RGBA:0.5,0.5,1,1），一般用于法线贴图默认贴图
- red: 默认红色贴图（RGBA:1,0,0,1）
关于默认值后面的 {} ，固定写法（老版本中括号内可以控制固定函数纹理坐标的生成，但是新版本中没有该功能了）

在Properties添加纹理贴图类型属性：

Properties
{
    // 纹理贴图类型属性
    _My2D("My2D", 2D) = "white" {}
    _My2DArray("My2DArray", 2DArray) = "" {} // 不常用
    _MyCube("MyCube", Cube) = "red" {}
    _My3D("My3D", 3D) = "" {} // 不常用
}

创建cubmap天空和盒，观察Inspector窗口。

总结

Shader的属性主要就是三种类型：数值、颜色和向量、纹理贴图。我们只需要掌握属性声明的基础语法即可。它的主要特点是：

可以在材质面板被编辑
可以在后续当作输入变量提供给所有子着色器使用

4.2 知识点代码

Lesson04_ShaderLab_ShaderLab语法规则_ShaderLab的属性

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class Lesson04_ShaderLab_ShaderLab语法规则_ShaderLab的属性 : MonoBehaviour
{
    void Start()
    {
        #region 知识回顾

        //ShaderLab主要由4个部分组成
        //1.Shader的名字
        //2.Shader的属性
        //3.1~n个子着色器
        //4.备用的Shader

        //第一部分
        //Shader "着色器名字" 
        //{ 
        //      //第二部分
        //      Properties
        //      {
        //          //材质面板上可以看到的属性
        //      }

        //      //第三部分
        //      SubShader
        //      {
        //          //顶点-片段着色器 或 表面着色器 或 固定函数着色器
        //      }
        //      SubShader
        //      {
        //          //更加精简的版本
        //          //目的是适配旧设备
        //      }
        //      .....可以有n个SubShader代码块

        //      //第四部分
        //      Fallback "备用的Shader"
        //}

        #endregion

        #region 知识点一 Shader的属性的作用

        //在Shader编写时我们经常会用到不同类型的变量或贴图等资源
        //为了增加Shader的可调节性，有些变量不会直接在Shader程序中写死
        //而是作为开放的属性显示在我们的材质面板上，供我们使用时调节
        //而这些开放的属性就是通过属性来定义的
        //Shader的属性具有两个特点
        //1.可以在材质面板被编辑
        //2.可以在后续当作输入变量提供给所有子着色器使用

        #endregion

        #region 知识点二 Shader的属性的基本语法

        //1.在Shader文件中
        //  Shader属性是存在于Shader语句块中的Properties属性语句块
        //  我们只需要在Properties语句块中按照语法规则声明属性即可

        //2.Unity Shader的属性主要分成三大类：数值、颜色和向量、纹理贴图

        //3.属性的基本语法
        //  _Name("Display Name", type) = defaultValue[{options}]

        //  _Name: 属性名字，规则是需要在前面加一个下划线，方便在之后获取
        //  Display Name:材质面板上显示的名字
        //  type:属性的类型
        //  defaultValue:将Shader指定给材质的时候初始化的默认值

        //例子：
        //第一部分
        //Shader "着色器名字" 
        //{ 
        //      //第二部分
        //      Properties
        //      {
        //          //材质面板上可以看到的属性
        //          _Name("Display Name", type) = defaultValue[{options}]
        //      }

        //      //第三、四部分
        //      .......
        //      .......
        //}

        #endregion

        #region 知识点三 数值类型属性

        //数值类型有三种：
        //1.整形
        //_Name("Display Name", Int) = number
        //2.浮点型
        //_Name("Display Name", Float) = number
        //3.范围浮点型
        //_Name("Display Name", Range(min,max)) = number

        //注意：Unity Shader中的数值类型属性基本都是浮点型(Float)数据
        //     虽然提供了整数(Int)，但是编译时最终都会转换为浮点型
        //     因此我们更多的使用的还是Float类型

        #endregion

        #region 知识点四 颜色和向量类型属性

        //颜色和向量类型属性之所以归纳在一起
        //是因为
        //颜色是由RGBA四个分量代表
        //向量是由XYZW四个分量代表
        //他们都可以由一个四个数组成的类型表示

        //1.颜色
        //_Name("Display Name", Color) = (number1,number2,number3,number4)
        //注意：颜色值中的RGBA的取值范围是 0~1 （映射0~255）
        //2.向量
        //_Name("Display Name", Vector) = (number1,number2,number3,number4)
        //注意：向量值中的XYZW的取值范围没有限制

        #endregion

        #region 知识点五 纹理贴图类型属性

        //纹理贴图类型有四种
        //1.2D 纹理（最常用的纹理，漫反射贴图、法线贴图都属于2D纹理）
        //_Name("Display Name", 2D) = "defaulttexture"{}

        //2.2DArray 纹理（纹理数组，允许在纹理中存储多层图像数据，每层看做一个2D图像，一般使用脚本创建，较少使用，了解即可）
        //_Name("Display Name", 2DArray) = "defaulttexture"{}

        //3.Cube map texture纹理（立方体纹理，由前后左右上下6张有联系的2D贴图拼成的立方体，比如天空盒和反射探针）
        //_Name("Display Name", Cube) = "defaulttexture"{}

        //4.3D纹理（一般使用脚本创建，极少使用，了解即可）
        //_Name("Display Name", 3D) = "defaulttexture"{}

        //注意：
        //1.关于defaulttexture默认值取值
        //  不写:默认贴图为空
        //  white:默认白色贴图（RGBA:1,1,1,1）
        //  black:默认黑色贴图（RGBA:0,0,0,1）
        //  gray:默认灰色贴图（RGBA:0.5,0.5,0.5,1）
        //  bump:默认凸贴图（RGBA:0.5,0.5,1,1）,一般用于法线贴图默认贴图
        //  red：默认红色贴图（RGBA:1,0,0,1）

        //2.关于默认值后面的 {} ,固定写法（老版本中括号内可以控制固定函数纹理坐标的生成，但是新版本中没有该功能了）

        #endregion

        #region 总结

        //Shader的属性主要就是三种类型
        //数值、颜色和向量、纹理贴图
        //我们只需要掌握属性声明的基础语法即可
        //它的主要是：
        //1.可以在材质面板被编辑
        //2.可以在后续当作输入变量提供给所有子着色器使用

        #endregion
    }
}

Lesson04_NewUnlitShader.shader

Shader "ShaderTeach/Lesson04_NewUnlitShader"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
        //_Name("Display Name", type) = defaultValue[{options}]
        
        //数值类型属性
        _MyInt("MyInt", Int) = 666
        _MyFloat("MyFloat", Float) = 0.666//不要加f C#才要加
        _MyRange("MyRange",  Range(1,5)) = 3
        
        //颜色和向量类型属性
        _MyColor("MyColor",  Color) = (1,1,0,1)
        _MyVector("MyVector",  Vector) = (123,456,789,666)
        
        // 纹理贴图类型属性
        _My2D("My2D", 2D) = "white" {}
        _My2DArray("My2DArray", 2DArray) = "" {}//不常用
        _MyCube("MyCube", Cube) = "red" {}
        _My3D("My3D", 3D) = "" {}//不常用
    }
    
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 100

        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            // make fog work
            #pragma multi_compile_fog

            #include "UnityCG.cginc"

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                UNITY_FOG_COORDS(1)
                float4 vertex : SV_POSITION;
            };

            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;

            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                UNITY_TRANSFER_FOG(o,o.vertex);
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                // sample the texture
                fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
                // apply fog
                UNITY_APPLY_FOG(i.fogCoord, col);
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

4.3 练习题

Unity的 ShaderLab 中属性Properties语句块中声明的各属性有什么作用？并说出至少6种常用的属性类型

ShaderLab中属性的作用：

语句块中声明的属性可以在材质面板上进行设置，通过设置，允许我们自定义着色器的一些表现。
这些属性之后可以在着色器的实现代码中进行使用，进行逻辑处理。

常用属性类型：

Int
Float
Range(min,max)
Color
Vector
2D
2DArray
3D
Cube

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