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前言

在 Unity 中，Shader 可以用來實現(xiàn)各種視覺效果。本教程將詳細介紹如何編寫一個基于頂點漫反射的著色器，使物體的顏色根據(jù)光照和法線方向的變化而變化。

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一、頂點漫反射著色器是什么？

頂點漫反射著色器是一種用于在渲染過程中模擬光照效果的著色器。與傳統(tǒng)的基于像素的漫反射著色器不同，頂點漫反射著色器是在頂點級別計算光照效果，并將結(jié)果傳遞到片段著色器進行渲染。

1. 頂點漫反射著色器的工作原理

頂點著色器計算光照效果：在頂點著色器中，每個頂點的光照效果通過計算頂點的位置、法線和光源方向等信息來確定。通常，漫反射光照的計算涉及將光源的方向與表面法線的方向進行點乘運算，以確定光照對表面的影響程度。

傳遞光照結(jié)果到片段著色器：計算得到的光照效果（通常是顏色或灰度值）會被傳遞到片段著色器，以便在片段級別進行渲染。在片段著色器中，這些顏色信息會被用來著色物體的每個片段（像素），從而形成最終的圖像。

二、編寫頂點漫反射著色器

1. 定義屬性

首先，我們需要定義 Shader 中的屬性。在這個示例中，我們將包含一個用于控制物體漫反射顏色的屬性。

Properties
{_Diffuse("Diffuse", Color) = (1, 1, 1, 1) // 漫反射顏色屬性，默認白色
}

2. 創(chuàng)建 SubShader

SubShader 是 Shader 的一個主要部分，它包含了定義物體外觀的具體邏輯。在這個示例中，我們將創(chuàng)建一個只有一個 Pass 的 SubShader。

SubShader
{Tags{"RenderType" = "Opaque" // 渲染類型為不透明}LOD 100 // 細節(jié)級別// 渲染通道Pass{// 著色器程序段}
}

3. 編寫著色器程序段

著色器程序段包含了頂點著色器和片段著色器的具體實現(xiàn)。這些著色器控制了頂點和像素的渲染過程。

CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag#include "UnityCG.cginc"
#include "Lighting.cginc"fixed4 _Diffuse;struct v2f
{float4 vertex : SV_POSITION; // 頂點位置fixed3 color : COLOR; // 顏色
};v2f vert(appdata_base v)
{// 頂點著色器邏輯
}fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
{// 片段著色器邏輯
}
ENDCG

4. 完成頂點著色器

頂點著色器負責(zé)將物體的頂點位置從對象空間轉(zhuǎn)換到裁剪空間，并執(zhí)行必要的光照計算。

v2f vert(appdata_base v)
{v2f o;o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex); // 頂點位置變換到裁剪空間fixed3 worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal); // 世界空間法線fixed3 worldLight = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz); // 光源位置fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * _Diffuse.rgb * max(0, dot(worldNormal, worldLight)); // 漫反射顏色計算o.color = diffuse; // 輸出顏色return o;
}

5. 完成片段著色器

片段著色器不需要做太多的計算，只需將頂點著色器傳遞過來的顏色直接輸出即可。

fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
{return fixed4(i.color, 1); // 輸出顏色
}

三、效果

左:頂點漫反射,右:常規(guī)材質(zhì)

四、總結(jié)

通過以上步驟，我們成功創(chuàng)建了一個基于頂點漫反射的著色器。這個著色器會根據(jù)光照和法線的方向變化而改變物體的顏色。你可以根據(jù)自己的需求修改著色器代碼，實現(xiàn)更復(fù)雜的效果。