Unity ShaderLab新手寶典

目錄



第1章3D數(shù)學基礎

1.1坐標與坐標系

1.1.1坐標及坐標系的概念

1.1.23D中的坐標系

1.1.3左右手坐標系

1.2向量

1.2.1向量的幾種表示方法

1.2.2向量的計算方法

1.2.3相反向量

1.2.4向量的模

1.2.5標準化向量

1.3向量運算

1.3.1向量的加法運算

1.3.2向量的減法運算

1.3.3向量的縮放

1.3.4向量的點積運算

1.3.5向量的叉積運算

1.3.6向量的運算法則

1.4矩陣

1.4.1矩陣的表示方法

1.4.2方陣和單位矩陣

1.4.3轉(zhuǎn)置矩陣

1.5矩陣運算

1.5.1標量與矩陣相乘

1.5.2矩陣之間的乘法

1.5.3矩陣與向量相乘

1.5.4矩陣的運算法則

1.6使用矩陣進行變換

1.6.1矩陣變換向量的原理

1.6.2旋轉(zhuǎn)矩陣

1.6.3縮放矩陣

1.6.4平移矩陣

1.7矩陣的深入講解

1.7.1矩陣的行列式

1.7.2余子式和代數(shù)余子式

1.7.3通過代數(shù)余子式計算行列式

1.7.4逆矩陣

1.7.5正交矩陣

1.7.6逆矩陣的運算法則





第2章渲染流水線與Shader概念

2.1渲染流水線概念

2.23D圖形渲染完整流水線

2.3空間變換

2.3.1模型空間與世界空間

2.3.2攝像機空間

2.3.3裁切空間

2.3.4屏幕空間

2.3.5多個坐標空間存在的意義

2.4現(xiàn)代GPU渲染流水線

2.5Shader概念

2.5.1什么是Shader

2.5.2Shader和材質(zhì)的關系與區(qū)別

第3章ShaderLab語法基礎

3.1Shader的組織結構

3.2Shader的名稱

3.3Properties

3.3.1數(shù)值類屬性

3.3.2顏色和向量類屬性

3.3.3紋理貼圖類屬性

3.3.4所有類型屬性匯總

3.4SubShader

3.4.1SubShader的標簽

3.4.2Pass的渲染狀態(tài)

3.5Fallback

第4章頂點片段著色器基礎

4.1Shader編碼工具

4.2創(chuàng)建和使用Shader

4.3Shader的編寫方式

4.4CG語法基礎

4.4.1編譯指令

4.4.2著色器函數(shù)

4.4.3語義

4.4.4在CG中調(diào)用屬性變量

4.4.5結構體

第5章Unity的包含文件

5.1包含文件的使用語法

5.2UnityCG.cginc

5.2.1頂點著色器輸入結構體

5.2.2頂點變換函數(shù)

5.2.3向量變換函數(shù)

5.2.4燈光輔助函數(shù)

5.2.5視角向量函數(shù)

5.2.6其他輔助函數(shù)和宏

5.3UnityShaderVariables.cginc

5.3.1空間變換矩陣

5.3.2時間變量

5.4其他包含文件

5.5使用包含文件簡化Shader

第6章Shader中的光照模型

6.1Lambert光照模型

6.1.1Lambert光照模型理論

6.1.2在Shader中獲取燈光變量

6.1.3基于Lambert光照模型的Shader

6.2CG標準庫函數(shù)

6.3HalfLambert光照模型

6.4Phong光照模型

6.4.1Phong光照模型理論

6.4.2在Shader中獲取環(huán)境光變量

6.4.3基于Phong光照模型的Shader

6.5逐像素光照

6.6BlinnPhong光照模型

6.6.1BlinnPhong光照模型理論

6.6.2BlinnPhong光照模型的Shader

6.7燈光陰影

6.7.1渲染路徑

6.7.2Pass標簽

6.7.3內(nèi)置的multi_compile

6.7.4實現(xiàn)陰影效果

第7章透明效果

7.1不透明物體的渲染順序

7.2透明物體的渲染順序

7.3混合透明效果

7.3.1混合指令

7.3.2混合系數(shù)

7.3.3混合操作

7.3.4混合透明的使用方法

7.3.5混合透明效果

7.3.6半透明物體的雙面渲染

7.4透明測試效果

7.4.1透明測試的使用方法

7.4.2透明測試效果

7.4.3透明測試抗鋸齒

7.5模板測試

7.5.1模板測試的計算流程

7.5.2模板測試的使用語法

7.5.3比較方法

7.5.4模板操作

7.5.5延遲渲染路徑中的模板測試

7.5.6模板測試透明效果

第8章表面著色器的基礎概念

8.1為什么不先學習表面著色器

8.2表面著色器的組織結構

8.3編譯指令中的可選參數(shù)

8.3.1透明效果相關指令

8.3.2陰影和細分相關指令

8.3.3代碼生成選項

8.3.4其他選項

8.4表面函數(shù)的語法結構

8.4.1表面函數(shù)輸入結構體

8.4.2表面函數(shù)輸出結構體

第9章編寫表面著色器

9.1最簡單的表面著色器

9.2在表面著色器中使用法線貼圖

9.3表面著色器中的其他函數(shù)

9.3.1頂點修改函數(shù)

9.3.2自定義光照函數(shù)

9.3.3最終顏色修改函數(shù)

9.4曲面細分函數(shù)

9.4.1固定數(shù)量的曲面細分

9.4.2基于邊長的曲面細分

9.4.3視錐剔除曲面細分

9.4.4基于距離的曲面細分

9.4.5Phong曲面細分

9.5透明效果

9.5.1混合透明效果

9.5.2透明測試效果

第10章Image Effect

10.1GrabPass

10.1.1語法結構

10.1.2GrabPass Shader

10.1.3測試效果

10.2C#基礎語法

10.2.1C#腳本的基本結構

10.2.2Properties

10.2.3C#中的常用函數(shù)

10.2.4基于Shader資源創(chuàng)建材質(zhì)

10.2.5通過腳本往Material中傳遞變量

10.2.6C#中的數(shù)學函數(shù)

10.2.7其他功能

10.3PostProcessing

10.3.1后期處理的工作流程

10.3.2后期處理Shader

10.3.3后期處理腳本

10.4后期處理堆棧

10.4.1安裝Post Processing包

10.4.2設置Layer和Volume

10.4.3編寫Shader

10.4.4編寫C#腳本

第11章自定義材質(zhì)面板

11.1不同類型的DrawerClass

11.1.1Toggle

11.1.2Enum

11.1.3KeywordEnum

11.1.4在編譯指令中定義關鍵詞

11.1.5PowerSlider

11.1.6IntRange

11.2屬性的特性和Drawer

11.3裝飾性PropertyDrawer

11.3.1SpaceDecorator

11.3.2HeaderDecorator

11.4完整PropertyDrawer示例

第12章Amplify Shader Editor

12.1相同功能的其他插件

12.1.1Shader Forge

12.1.2Shader Graph

12.2ASE的使用流程

12.3Shader屬性設置

12.3.1General

12.3.2Blend Mode

12.3.3Stencil Buffer

12.3.4Tessellation

12.3.5Output

12.4常用節(jié)點

12.4.1常數(shù)和屬性類節(jié)點

12.4.2紋理和坐標類節(jié)點

12.4.3數(shù)學運算類節(jié)點

12.4.4向量運算相關節(jié)點

12.4.5圖像處理相關節(jié)點

12.4.6攝像機和屏幕相關節(jié)點

12.4.7頂點數(shù)據(jù)類節(jié)點

12.4.8表面數(shù)據(jù)類節(jié)點

12.4.9時間節(jié)點

12.5使用ASE創(chuàng)建標準Shader

12.5.1Albedo

12.5.2Normal

12.5.3Emission

12.5.4Specular

12.5.5Ambient Occlusion

12.5.6Texture Coordinate

12.5.7屬性排序及最終效果

第13章初級案例

13.1流光效果

13.1.1實現(xiàn)邏輯

13.1.2使用ASE實現(xiàn)效果

13.1.3測試Shader效果

13.1.4編寫Shader

13.1.5使用擴展

13.2描邊效果

13.2.1實現(xiàn)邏輯

13.2.2編寫Shader

13.2.3效果測試

13.3遮擋半透效果

13.3.1實現(xiàn)邏輯

13.3.2編寫Shader

13.3.3效果測試

13.4TriPlanar Mapping效果

13.4.1實現(xiàn)邏輯

13.4.2使用ASE實現(xiàn)效果

13.4.3編寫Shader

13.4.4測試Shader效果

13.5MatCap效果

13.5.1實現(xiàn)邏輯

13.5.2使用ASE實現(xiàn)效果

13.5.3編寫Shader

13.5.4測試Shader效果

13.6物體切割效果

13.6.1實現(xiàn)邏輯

13.6.2使用ASE實現(xiàn)效果

13.6.3C#腳本

13.6.4測試效果

13.6.5編寫Shader

第14章進階案例

14.1消融效果

14.1.1實現(xiàn)邏輯

14.1.2資源準備

14.1.3使用ASE實現(xiàn)效果

14.1.4使用擴展

14.1.5編寫Shader

14.2動態(tài)液體效果

14.2.1實現(xiàn)邏輯

14.2.2模型準備

14.2.3使用ASE實現(xiàn)效果

14.2.4測試Shader

14.2.5編寫Shader

14.3Billboard效果

14.3.1實現(xiàn)邏輯

14.3.2使用ASE實現(xiàn)雪花效果

14.3.3測試Shader

14.3.4編寫Shader

14.4序列幀動畫

14.4.1實現(xiàn)邏輯

14.4.2使用ASE實現(xiàn)效果

14.4.3測試Shader

14.4.4編寫Shader

14.5卡通風格效果

14.5.1資源準備

14.5.2使用ASE實現(xiàn)效果

14.5.3編寫Shader

14.6夜視儀后期處理

14.6.1Shader講解

14.6.2完整Shader代碼

14.6.3C#腳本講解

14.6.4完整腳本代碼

14.6.5測試最終效果

14.6.6使用ASE編輯后期處理Shader

寫在最后

參考文獻