Unity Shader

[Unity Shader编程]用Shader实现图片模糊效果

在游戏开发中我们往往要做些类似毛玻璃(模糊)的效果,比如锁屏,其实最简单的做法就是用shader,那么本篇文章我们在unity中利用shader来实现毛玻璃的模糊效果,下面我们来看下效果图 对比图:

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[Unity Shader编程之]自定义双面材质(doubleside material)二

 

继续上篇文章《[Unity Shader编程之]自定义双面材质(doubleside material)二》前面说了Surface shader是不能写两个pass渲染不同面的,但其实surface方式可以写多个渲染过程,根本不需要pass的概念,Surface Shader可以这样写:
Call back 
渲染正面的代码
Call front
渲染反面的代码

就可以实现双面不同的控制了。
根据这个原理,其实我们只要把系统内建shader的源代码复制一份,就能实现另一面不同效果了。以下供参考: More

[Unity Shader编程之]自定义双面材质(doubleside material)一

 

Unity内置的Shader,都是单面效果,想必导入Mesh的同学都碰到过这样的痛苦,布料飘起的背面部分看起来是空气,汽车透过车窗看到是路面…各种蛋疼。
有些文章教导大家 把模型做出厚度来吧,这种做法实在太那个啥了……

其实用改写Shader的方法可以很方便的实现双面材质。
Unity里有3种Shader方式:
1.Fixed Function Shaders 
2.Vertex and Fragment Shaders
3. Surface Shaders
关于这部分的详细介绍,请参考官方的教程。
这三种方式里,都可以通过直接在Shader代码头部添加一个Cull off 语句,实现强制双面渲染。
但是直接用Cull off的方式 有个重大的缺陷,这材质从两面看无论贴图、颜色、反光、照明情况,都是一模一样的,这并不符合大多数实际情况的常识。
在第1和第2种Shader里,是可以通过在一个渲染子程序里用两个渲染Pass来实现双面不同效果的,这部分网上的资料也很多,写起来也很简单直接。

这里主要讨论的是第三种也是最常用的Surface Shader的双面不同效果的实现。
Surface Shader是不能写在Pass里的,所以要实现它的双面不同效果就要用其他变通的办法。

首先去Unity官方网站下载一个内置Shader的代码包,链接如下:
http://unity3d.com/download_unity/builtin_shaders.zip 
打开后看见一堆.shader文件,可以用任何文本编辑器打开。可以看见系统内建的Shader基本都是Surface方式。
这里随便打开一个Normal-BumpSpec.Shader 这是普通的高光-凹凸贴图材质 More

[Unity Shader编程之]Alpha Blending

 

Alpha  Blending主要用于实现半透明效果,类似于玻璃,学习Blending之前,首先要了解源和目标。

源:已经计算过的颜色,形象地说,就是Blending操作之前,经过各种操作计算后的颜色。

目标:已经在屏幕的颜色,因为要实现半透明效果,要把渲染队列设为Transparent,这里的”已经在屏幕的颜色”指的是在Transparent之前渲染的像素颜色,其中包含相机的背景颜色,这里可以通过测试来证明一下,看不懂的可以先跳过这个shader。其中赋值给_MainTex的是一个rgb为(1,1,1),a为0.5的tex。 More

[Unity Shader编程]渲染队列、ZWrite和ZTest

本篇unity3d教程我们来看下Unity Shader中的渲染队列、ZWrite和ZTest相关介绍,首先我们来了解几个概念

(1)什么是深度?

深度其实就是该像素点在3d世界中距离摄象机的距离,深度值Zbuffer(Z值)越大,则离摄像机越远。

(2)什么是深度缓存?

深度缓存中存储着每个像素点(绘制在屏幕上的)的深度值!如果启用了深度缓冲区,在绘制每个像素之前,OpenGL会把它的深度值和已经存储在这个像素的深度值进行比较。新像素深度值<原先像素深度值,则新像素值会取代原先的;反之,新像素值被遮挡,其颜色值和深度将被丢弃,最终屏幕显示的就是深度缓存中深度对应的像素点的颜色!(深度主要起的是比较的作用)

(3)什么是深度测试?

在深度测试中,默认情况是将要绘制的新像素的z值与深度缓冲区中对应位置的z值进行比较,如果比深度缓存中的值小,那么用新像素的颜色值更新深度缓存中对应像素的颜色值。

(4)为什么需要深度?

在不使用深度测试的时候,如果我们先绘制一个距离较近的物体,再绘制距离较远的物体,则距离远的物体因为后绘制,会把距离近的物体覆盖掉,这样的效果并不是我们所希望的。而有了深度缓冲以后,绘制物体的顺序就不那么重要了,都能按照远近(Z值)正常显示,这很关键。(越后绘制的东西,距离相机就越近) More

Unity教程之-Unity3d制作动态天空盒实现时时环境反射

 

本篇unity3d教程我们来学习下载unity3d中制作动态天空盒,实现时时环境反射 !

首先呢我也有必要纠正一下“天空盒”其实指的是cubemap,因为大多数都用来做天空贴图所以我也就叫顺口了哈。
实现原理:利用一个环境视野相机把捕捉的的视野动态制作成texuture,然后贴到我们需要反射的材质体上,当然了着色器必须要有cubemap选项哦。

动态天空盒

成像的效果,我就拿自己的赛车模型来做演示好了:

动态天空盒 More

Unity教程之-再讲NormalMap法线贴图

上一篇文章《Unity教程之-法线贴图技术》我们简单介绍了发现贴图,还没理解的童鞋我们这篇文章继续来学习法线贴图NormalMap

首先要提到的是,什么是法线贴图,如果大家想看更专业的解释可以自行求助搜索引擎,这里我说一下我的个人理解:在游戏中,如果角色或物体模型做的越精细(面数越多),那么渲染后效果也就越好,但很多时候处于对时间成本(据说一个美术做一个高模是要花不少时间的)和游戏性能(面数越多,GPU的运算量就越大)的考虑,我们一般在游戏内使用的是底模(面数较少的模型),而通过其它的一些技术手段来达到相似的效果.而应用的最广泛的可能就要数法线贴图了.在有光照的环境下,如果物体表面是凹凸不平的,那么它在接受光照的时候在不同的区域就会呈现出不同的明暗效果来展现这种凹凸感,上两篇中我们介绍过漫反射和镜面反射的计算中我们都用到了物体表面的法线,正因为物体表面法线的不同才导致了最终光照结果的不同,如果我们能够把整个模型表面各个位置的法线映射到一张二维贴图上,然后在这张贴图上存储上法线的信息,不就可以达到通过底模+二维贴图达到高模效果了么?而这里的二维贴图就是我们所说的法线贴图.

为什么叫它法线贴图呢?它和我们之前一直使用的纹理贴图有何区别呢?纹理贴图中我们存储的是颜色值RGBA,而法线贴图里存储的是物体表面的法线,两类贴图的读取映射方式都是一致的,都是通过顶点自带信息里的texcoord里的uv坐标来读取,不过法线读取之后并不能直接使用,还要经过一些处理,我们会在后面说.

 下面在正式进入代码之前,我们先来了解几个知识点,很重要。

1.切线空间

这个概念并不是十分好理解,但只要仔细想想也是可以弄清楚的。我想大家对本地空间一定不陌生,一般美术做完的模型里面每个顶点的坐标都是本地坐标,也就是说对于模型上的各个部位共用一个一个统一的坐标原点,但有时候这样并不是很方便,比如建了一个人体模型,如果我们只是想以相对手为基准而进行一些动作,而不是坐标原点,这时候原本的本地坐标系便不再适应。我们可以以手臂为基准再建立一个坐标系。综上不难理解,之所以存在不同的坐标系,根本上是为了方便我们只考虑相关的因素,而排除不相关的因素。就像如果我想以手为基准进行一个弯手指的操作是不需要考虑我这个手指在模型空间的位置坐标的,这样有效的降低了问题的复杂度。而切线空间的概念提出也是为了方便使用法线贴图(当然了也许有其他用途)。下面结合图(图片来源CSDN作者BonChoix)来说一下:

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Unity Shader编程之Unity的GPU编程问题解析

 

本篇文章我们来谈下关于Unity中的Shader编程方面的函数问题,所谓GPU编程其实就是把固定流水线的各种矩阵变换放到了GPU里面进行。

下面给大家主要介绍一些基本的常识:

我们在Shader编程中经常使用 Vertex & Fragment Shaders,通过举例说明: More

Unity Shader编程之-模拟Highlighting System给物体边缘加高光轮廓的实现

 

用过Highlighting System插件的童鞋都知道,该款可以给物体轮廓外发光高亮特效,那么本篇文章我们来动手学习下自己实现,下面开始正文。

1.边缘光方法(Rim Light):
Unity官方教程里有例子,其中核心是这两句代码:

half rim = 1.0 – saturate(dot (normalize(IN.viewDir), IN.worldNormal));
o.Emission = _RimColor.rgb * pow (rim, _RimPower);
IN.viewDir是当前视角向量,IN.worldNormal是物体的法线。dot是计算视角和法线的点积,等于视角和法线夹角的cos值,如下图:
[unity Shader 着色器]给物体边缘加高光轮廓的办法,付Demo(增加一组算法) - 踏浪星空 - 踏浪的编程小屋

Cos的值域是1-0,1-cos就成了0-1,在夹角90度时达到最大值,正好用来模拟侧光的强度(与视角成90度的部分光线最强,就是边缘光了)
把这个值的变化率用一个pow函数(rim的_rimPower次方)进行放大,就能强化边缘发亮的效果。比较一下:

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学习Unity shader编程之前必须知道的东西之计算机图形学-渲染管线

 

引言 
shader到底是干什么用的?shader的工作原理是什么? 
其实当我们对这个问题还很懵懂的时候,就已经开始急不可耐的要四处搜寻有关shader的资料,恨不得立刻上手写一个出来。但看了一些资料甚至看了不少cg的语法之后,我们还是很迷茫,UNITY_MATRIX_MVP到底是个什么矩阵?它和v.vertex相乘出来的又是什么玩意?当这些问题困扰我们很久之后,我们才发现,原来我们是站在浮沙上筑高台,根基都没有打牢当然不可能盖得起高楼大厦了。 
那根基是什么呢?大牛曰,计算机图形学。 
shader中文名叫着色器,顾名思义,它的作用可以先简单理解为给屏幕上的物体画上颜色。而什么东西负责给屏幕上画颜色?当然是GPU,所以我们写shader的目的就是告诉GPU往屏幕哪里画、怎么画。说到这其实大家应该很明白了,如果我们连GPU的工作原理都不知道,何谈指挥它? 
说到计算机图形学,包括我在内很多同学都非常害怕它,因为里面包含了各种艰深的理论、变换,大量的公式什么的。其实我们大可不必一开始就吓倒自己,先从基本概念开始,慢慢来,总有一天我们也会成为大牛~! 
最后,这篇文章不算是原创,最多算是摘要+读后感,很多概念性文字都是我从书里搬过来后再加上自己的理解,算是和大家一起学习,有理解不当之处还请多多指教。 
废话不多说,让我们来进入第一章的学习,GPU的渲染管线。 
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