Unity3D Shader学习之十三—内置函数和变量

U3D u3d shader
创建时间:
字数:1.8k 阅读: 评论:
  1. shader 常用变量:
  2. shader变量的精度：
  3. shader内置变量：
  4. shader内置常量：
  5. shader内置函数（一般默认都用弧度）
  6. Unity常用的包含文件:
  7. UnityCG.cginc 中常用的结构体
  8. UnityCG.cginc常用的帮助函数

Unity 中Shader函数

  • uint CreateShader(enum type) 创建空的shader object，type: VERTEX_SHADER,

  • void ShaderSource(uint shader, sizeicount, const **string, const int *length) 加载shader源码进shader object；可能多个字符串

  • void CompileShader(uint shader) 编译shader object，shader object有状态 表示编译结果

  • void DeleteShader( uint shader ) 删除 shader object;

  • void ShaderBinary( sizei count, const uint *shaders, enum binaryformat,const void *binary, sizei length ) 加载预编译过的shader 二进制串；

  • uint CreateProgram( void ) 创建空的program object,programe object组织多个shader object，成为 executable;

  • void AttachShader( uint program, uint shader ) 关联shader object和program object；

  • void DetachShader( uint program, uint shader ) 解除关联；

  • void LinkProgram( uint program ) program object准备执行，其关联的shader object必须编译正确且符合限制条件；

  • void UseProgram( uint program ) 执行program object；

  • void ProgramParameteri( uint program, enum pname, int value ) 设置program object的参数；

  • void DeleteProgram( uint program ) 删除program object；

    shader 常用变量:

  • qualifier:默认无修饰符，普通变量读写， 与外界无连接；

  • const:常量 const vec3 zAxis = vec3(0.0, 0.0, 1.0);

  • attribute:申明传给vertex shader的变量;只读;不能为array或struct; attribute vec4 position;

  • uniform: 表明整个图元处理中值相同；只读； uniform vec4 lightPos;

  • varying:被差值；读写； varying vec3 normal;

  • in, out, inout;

    shader变量的精度：

    highp, mediump, lowp

    shader内置变量：

  • gl_Position: 用于vertex shader, 写顶点位置；被图元收集、裁剪等固定操作功能所使用;其内部声明是： highp vec4 gl_Position;

  • gl_PointSize: 用于vertex shader, 写光栅化后的点大小，像素个数;其内部声明是：mediump float gl_Position;

  • gl_FragColor: 用于Fragment shader，写fragment color；被后续的固定管线使用； mediump vec4 gl_FragColor;

  • gl_FragData: 用于Fragment shader，是个数组，写gl_FragData[n] 为data n；被后续的固定管线使用； mediump vec4 gl_FragData[gl_MaxDrawBuffers]; gl_FragColor和gl_FragData是互斥的，不会同时写入；

  • gl_FragCoord: 用于Fragment shader,只读， Fragment相对于窗口的坐标位置 x,y,z,1/w; 这个是固定管线图元差值后产生的；z 是深度值; mediump vec4 gl_FragCoord;

  • gl_FrontFacing: 用于判断 fragment是否属于 front-facing primitive；只读； bool gl_FrontFacing;

  • gl_PointCoord: 仅用于 point primitive; mediump vec2 gl_PointCoord;

    shader内置常量：

  • const mediump int gl_MaxVertexAttribs = 8;

  • const mediump int gl_MaxVertexUniformVectors = 128;

  • const mediump int gl_MaxVaryingVectors = 8;

  • const mediump int gl_MaxVertexTextureImageUnits = 0;

  • const mediump int gl_MaxCombinedTextureImageUnits = 8;

  • const mediump int gl_MaxTextureImageUnits = 8;

  • const mediump int gl_MaxFragmentUnitformVectors = 16;

  • const mediump int gl_MaxDrawBuffers = 1;

    shader内置函数（一般默认都用弧度）

  • radians(degree) : 角度变弧度；

  • degrees(radian) : 弧度变角度；

  • sin(angle), cos(angle), tan(angle)

  • asin(x): arc sine, 返回弧度 [-PI/2, PI/2];

  • acos(x): arc cosine,返回弧度 [0, PI];

  • atan(y, x): arc tangent, 返回弧度 [-PI, PI];

  • atan(y/x): arc tangent, 返回弧度 [-PI/2, PI/2];

  • pow(x, y): x的y次方；

  • exp(x): 指数

  • log(x)：返回以e为底的对数。

  • exp2(x): 2的x次方

  • log2(x):返回以2为底的对数。

  • log10：返回以10为底的对数。

  • sqrt(x): x的根号；

  • inversesqrt(x): x根号的倒数

  • abs(x): 绝对值

  • sign(x): 符号, 1, 0 或 -1 {sign(x)或者Sign(x)叫做符号函数，在数学和计算机运算中，其功能是取某个数的符号(正或负): 当x>0，sign(x)=1; 当x=0，sign(x)=0; 当x<0， sign(x)=-1;}

  • floor(x): 底部取整

  • ceil(x): 顶部取整

  • fract(x): 取小数部分

  • mod(x, y): 取模， x - y*floor(x/y)

  • fmode(x,y):返回x/y的余数，符号同x。如果y为0，结果不可预料。

  • min(x, y): 取最小值

  • max(x, y): 取最大值

  • clamp(x, min, max): min(max(x, min), max);

  • mix(x, y, a): x, y的线性混叠， x(1-a) + y*a;

  • step(edge, x): Returns (x >= edge) ? 1 : 0

  • smoothstep(edge0, edge1, x): threshod smooth transition时使用。 edge0<=edge0时为0.0， x>=edge1时为1.0

  • length(x): 向量长度

  • distance(p0, p1): 两点距离， length(p0-p1);

  • dot(x, y): 点积，各分量分别相乘 后 相加

  • cross(x, y): 差积，x[1]*y[2]-y[1]*x[2], x[2]*y[0] - y[2]*x[0], x[0]*y[1] - y[0]*x[1]

  • normalize(x): 归一化， length(x)=1;

  • faceforward(N, I, Nref): 如 dot(Nref, I)< 0则N, 否则 -N

  • reflect(I, N): I的反射方向， I -2*dot(N, I)*N, N必须先归一化

  • refract(I, N, eta): 折射，k=1.0-eta*eta*(1.0 - dot(N, I) * dot(N, I)); 如k<0.0 则0.0，否则 eta*I - (eta*dot(N, I)+sqrt(k))*N

  • matrixCompMult(matX, matY):矩阵相乘, 每个分量 自行相乘， 即 r_[j] = x[j]*y[j];_ 矩阵线性相乘，直接用 *

  • lessThan(vecX, vecY): 向量 每个分量比较 x < y

  • lessThanEqual(vecX, vecY): 向量 每个分量比较 x<=y

  • greaterThan(vecX, vecY): 向量 每个分量比较 x>y

  • greaterThanEqual(vecX, vecY): 向量 每个分量比较 x>=y

  • equal(vecX, vecY): 向量 每个分量比较 x==y

  • notEqual(vecX, vexY): 向量 每个分量比较 x!=y

  • any(bvecX): 只要有一个分量是true， 则true

  • all(bvecX): 所有分量是true， 则true

  • not(bvecX): 所有分量取反

  • saturate(x) ：Clamps x to the range [0, 1],如果x是矢量，则对每个分量截取

  • texture2D(sampler2D, coord): texture lookup

  • texture2D(sampler2D, coord, bias): LOD bias, mip-mapped texture

  • texture2DProj(sampler2D, coord):

  • texture2DProj(sampler2D, coord, bias):

  • texture2DLod(sampler2D, coord, lod):

  • texture2DProjLod(sampler2D, coord, lod):

  • textureCube(samplerCube, coord):

  • textureCube(samplerCube, coord, bias):

  • textureCubeLod(samplerCube, coord, lod):

Unity常用的包含文件:
  • UnityCG.cginc:包含最常用的帮助函数，宏和结构体；
  • UnityShaderVariables.cginc:包含内置的全局变量，自动包含；
  • Lighting.cginc:包含各种内置的光照模型，如果是表面着色器会自动包含；
  • HLSLSupport.cginc:声明用于跨平台编译的宏和定义，自动包含；
UnityCG.cginc 中常用的结构体
  • appdeat_base:顶点着色器的输入，包含顶点位置，顶点法线，第一组纹理坐标
  • appdata_tan:顶点着色器的输入，包含顶点位置，顶点切线，顶点法线，第一组纹理坐标；
  • appdata_full:顶点着色器的输入，包含顶点位置，顶点切线，顶点法线，四个纹理坐标；
  • appdata_img:顶点着色器的输入，包含顶点位置，第一组纹理坐标；
  • v2f_img:顶点着色器的输出，裁剪空间的位置，纹理坐标；
UnityCG.cginc常用的帮助函数
  • float3 WorldSpaceViewDir(float4 v):输入一个模型空间中的顶点位置，返回世界空间中从该点到摄像机的观察方向；
  • float3 UnityWorldSpaceViewDir(float4 v):输入一个世界空间中的顶点位置，返回世界空间中从从该点到摄像机的观察方向
  • float3 ObjSpaceLightDir(float4 v):输入一个模型空间中的顶点位置，返回模型空间中从该点到摄像机的观察位置；
  • float3 ObjSpaceViewDir(float4 v):输入一个模型空间中的顶点位置，返回模型空间中从该点到摄像机的观察方向
  • float3 WorldSpaceLightDir(float4 v):仅用于前向渲染。输入一个模型空间中的顶点位置，返回世界空间中从该点到光源的光照方向。没有被归一化;
  • float3 ObjSpaceLightDir(float4 v):仅可用于前向渲染中。输入一个模型空间中的顶点位置，返回模型空间中从该点到光源的光照方向。没有被归一化；
  • float3 UnityObjectToWorldNormal(float3 normal):把法线方向从模型空间转换到世界空间中；
  • float3 UnityObjectToWorldDir(float3 dir):把方向矢量从模型空间变换到世界空间中；
  • float3 UnityWorldToObjectDir(float3 dir):把方向矢量从世界空间变换到模型空间中；

其他

  • TANGENT_SPACE_ROTATION:计算模型到切线的矩阵
  • UnpackNormal：获取切线坐标下的法线
  • UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT:环境光

_MainTex_TexelSize _{TextureName}`TexelSize\- a float4 property contains texture size information:xcontains 1.0/widthycontains 1.0/heightzcontains widthw` contains height 部分转自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_49b531af0102wcm7.html

转载请注明来源，欢迎对文章中的引用来源进行考证，欢迎指出任何有错误或不够清晰的表达。可以在下面评论区评论，也可以邮件至 xue_huashan@163.com

赏

文章标题:Unity3D Shader学习之十三—内置函数和变量

文章字数:1.8k

本文作者:max-xue

发布时间:2017-01-04, 15:09:28

最后更新:2019-11-08, 17:59:31

原始链接:http://blog.le-more.com/2017/01/04/u3d/b0-e5-92-8c-e5-8f-98/

版权声明: "署名-非商用-相同方式共享 4.0" 转载请保留原文链接及作者。

©2016-2019 max-xue

皖ICP备14017199号

目录
×

喜欢就点赞,疼爱就打赏