【转载】零基础入门 Unity Shader（四）

ShaderJoy
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零基础入门Unity Shader（四） | taecg

原文写得很好，但是主题格式我不太喜欢，所以我对文章的格式进行了修整，方便自己日后阅读

正文

前言

在上篇介绍了 Shader 的框架后，这篇我们来细说一下 Porperties 属性部分。

Properties 可以理解为是材质与 Shader 的连接通道，我们在材质面板上需要设置的内容都 必须 通过 Properties 来实现并暴露。

语法格式

属性的写法有个通用的格式：

[Attribute]_Name ("Display Name",Type) = Default Value

Attribute

属性标记，说白了就是 Unity 内置的几个属性标记关键字，用于对当前这条属性进行一些特殊的处理，在下面会进行详细介绍。

此标记不是必选项，可以不添加，同时一条属性上也可以有多条属性标记。

_Name

属性的名称，也就是变量名，在 Shader 的 CG 代码中就是通过这个名称来调用此属性内容的，在外部利用脚本调用时也是这个名称，所以一定要用英文。

在名称前 一定 要加上 下划线，否则会出现编绎错误！至于为什么加下划线，没有去细究原因，有知道的可以告知分享下〜

关于此变量名，有一点 很重要！
就是如果此 Shader 有 FallBack 的话，一定 要将此 Shader 中的变量名与 FallBack 中的变量名保持一致，否则会出现 FallBack 后原有的属性值获取不到的情况，切记！

Display Name

显示在材质面板上的名称，主要起到说明解释的作用，可中文（正式项目中建议 最好 还是用英文）。

建议这里的显示名称要起的有意义，要知道最终在材质上调节的人很大部分情况下不会是你自己，别人更不可能知道每个属性内部是如何关联以及有什么作用，所以当我们 TA 在做完一个 Shader 给到使用人员的时候，一定要给他讲解一下，不管是有个说明文档还是简单沟通下都是 有必要 的。这样才能最大发挥 Shader 的使用效果，所以显示名称起着一半说明书的作用，一定要重视。
什么样的名字是有意义的呢？
作用与通道的组合（在需要说明通道的情况下）。
比如：一张基础表面色贴图，可以用 "Base (RGB)",这样既说明了此贴图是基本贴图，同时又说明了此贴图在表面色上只使用到了 RGB 三个通道。

Type

属性的类型，常用的有以下几种：

  1. Color 颜色
  2. Int 整数
  3. Float 浮点数
  4. Vector 四维数
  5. 2D 纹理
  6. 3D 纹理
  7. Cube 立方体纹理

每条属性是什么，以及在材质面板上应该显示什么都是由此类型来决定的，在下面会进行详细介绍说明。

Default Value

默认值，当第一次指定此 Shader 时，或者在材质面板上执行 Reset 时，属性的值会自动恢复到默认值，不同的类型具体写法也不太一样，下面会结合类型进行详细说明。

Color（类型：颜色）

示例如下：

Properties
{
     _Color("我是 Color", Color) = (1,1,1,1)
}
  • 变量名：_Color
  • 显示名称：我是 Color
  • 类型：Color
  • 默认值：(1,1,1,1)

颜色属性是个四维分量，也就是由四个数值来组成的，每个数值代表着颜色的一个通道。四个数值依次为 RGBA（红，绿，蓝，透明）。

RGB 的取值是 0-255(2 的 8 次方个值域），而在 Shader 中被归一化为 0-1 间。

Shader 中的浮点数值后不需要加后缀 f，否则会出错。
零点几的值可以省略零，比如 0.95 可以写成 .95

[HDR]

Properties
{
        [HDR]_Color("Color", Color) = (1,1,0,1)
}

当给颜色添加了 HDR 后，则在材质面板中的颜色上会显示 HDR 的字样。同时点击颜色弹出来的取色器面板中也会多出一条 Intensity 的选项（2018.3 版本，2017 版本是Brightness）。

HDR 可以使颜色亮度的值超过 1，通过这个值可以配合镜头 Bloom 效果做出物体泛光的视觉效果。

Int（类型：整型）

示例如下：

Properties
{
        _Int("我是 Int", Int) = 1
}
  • 变量名：_Int
  • 显示名称：我是 Int
  • 类型：Int
  • 默认值：1

虽然在材质面板中我们可以随意输入数值，比如 0.55, 但是在 Shader 内部它却只能被识别为整数。

注意，此值并不是四舍五入，而是直接取整，比如 1.999,结果是 1.

Float（类型：浮点数）

示例如下：

Properties
{
        _Float("我是 Float", Float) = 0.5
}
  • 变量名：_Float
  • 显示名称：我是 Float
  • 类型：Float
  • 默认值：0.5

和 Int 长的很像，只不过 Float 中支持浮点数。

在 Shader 中 Float 是最基本的类型，而 Int 只是一种 伪整型，从 Shader 精度上来讲并不存在整型。所以在 Properties 内完全可以用 Float 替代 Int 。

[Range]

Properties
{
        _Float("我是Float", Range( 0 , 1)) = 0.5
}

很常用的一种属性标记，主要是用来将浮点数 限制在一个可以通过滑动条来选择的一个区间。

将此属性中原有的 Float 替换成 Range (Min,Max) 即可，Min=最小值，Max=最大值。

[PowerSlider]

Properties
{
        [PowerSlider(3)]_Float("我是Float", Range( 0 , 1)) = 0.5
}

先上张图：

我们拿它跟上面的不加 PowerSlider 来对比，同样是值 0.5 , 在材质面板上滑杆的位置是不一样的。

PowerSlider (Value)

其中 Value 的值我们可以自由定义，支持浮点数, 值越大会导致滑条的曲度变化越大，值为 1 时不改变。

此属性标记的主要作用，是 方便用户调节滑杆。比如有个属性值是从 0-1,但是很大部分情况下所用到的值都是 0-0.1 左右，同时需要 更精细 的在这区间进行微调。那么正常情况下，用户在整个滑条上想选择 0-0.1 之间本身就变的很难了，更不要说在这区间微调了。所以这个时候就可以利用 PowerSlider 来解决此问题。

[IntRange]

Properties
{
        [IntRange]_Float("我是Float", Range( 0 , 1)) = 1
}

加了它之后呢，你在材质面板上拖动时就只能生成整数了。所以说我们完全可以用 Float 来代替 Int。

注意，当添加了 [IntRange] 后，默认值会被自动进行处理，假如默认值你写的是 0.1,则在 Shader 内部会自动 向下取整，取值为 0.

[Toggle]

开关，0 代表关，1 代表开，就这么简单。

Properties
{
        [Toggle]_Float("我是Float", Range( 0 , 1)) = 1
}

[Enum]

枚举，美术问：啥是枚举呀？答：你可以理解为就是下拉列表啦~

Properties
{
 [Enum(UnityEngine.Rendering.CullMode)]_Float("我是Float", Float) = 1
}

关于 Toggle 和 Enum 我们会在后续的篇章中详细探讨，到时会结合具体用法与功能再来说明，这样比较好理解。这里仅仅只是知道下我们可以通过Float来实现这些功能。

Vector（类型：四维向量）

示例如下：

Properties
{
        _Vector("我是 Vector", Vector) = (0,0,0,0)
}
  • 变量名：_Vector
  • 显示名称：我是 Vector
  • 类型：Vector
  • 默认值：(0,0,0,0)

由四个 Float 组合而成的 Vector ，在材质面板中显示的是四个数值输入框。

四个分量分别对应 XYZW，也可以叫做 RGBA。

XYZW 与 RGBA 同样都是四个分量组合，只是在用于颜色时我们通常用 RGBA 来表示，用作坐标时习惯用 XYZW 来表示而已，同样我们也是可以用 Vector 来输出颜色，只是不那么方便直观而已。

2D（类型：2D纹理）

示例如下：

Properties
{
        _MainTex("我是 2D 纹理", 2D) = "white" {}
}
  • 变量名：_MainTex
  • 显示名称：我是 2D 纹理
  • 类型：2D
  • 默认值：white

纹理贴图，也是 Shader 中最最常用的属性之一。

[NoScaleOffset]

Properties
{
        [NoScaleOffset]_MainTex("我是2D纹理", 2D) = "white" {}
}

在材质面板中除了显示贴图槽以外默认还会显示两组Float。

  1. Tiling （贴图重复度）
  2. Offset （贴图偏移值）

如需让这两组值产生作用，我们需要在 Shader 中添加一些代码以支持，在后续文章中会讲解。

如果我们不希望用户去调节此参数，或者为了使性能极致化，我们可以考虑把它们的代码功能移除掉，但一旦如此，材质面板中的参数将不起作用，这时我们就可以使用 [NoScaleOffset] 属性标记来将它们隐藏掉。

[Normal]

Properties
{
        [Normal]_MainTex("我是2D纹理", 2D) = "white" {}
}

如果我们希望用户指定贴图时选择法线，那我们要怎么办呢，我们并不能控制用户会选择什么类型的贴图。

此时我们可以通过添加 [Normal]，来标记此属性是 用来接收法线贴图的，当用户指定了非法线的贴图时会在材质面板上进行警告提示：

有一点一定要 注意，有时美术在其它软件中导出了法线贴图，但在 Unity 直接拖上来还是会有警告提示，是因为没有在贴图导入面板中把 Texture Type 设置为Normal，只有这样这张贴图才会被 Unity 识别为法线。

默认值

2D 纹理的默认值有以下几种：

  1. white
  2. black
  3. gray
  4. bump

如果不设置默认值，即 =""{}，则其实与 ="gray"{} 相同。

当设置了默认值后，Shader 内部会自动调用 Unity 内部准备的一张小图片，white 就是纯白色, black 就是纯黑色，gray 就是灰色图，bump 就是法线图。

3D（类型：3D纹理）

示例如下：

Properties
{
        _MainTex("我是 3D 纹理", 3D) = "" {}
}
  • 变量名：_MainTex
  • 显示名称：我是 3D 纹理
  • 类型：3D
  • 默认值：空

3D 纹理主要用在查找表或者体积数据上，默认值与 2D 的不同，不管如何设置都只会显示为灰色图。

Cube（类型：立方体纹理）

示例如下：

Properties
{
        _MainTex("我是 Cube 纹理", CUBE) = "" {}
}
  • 变量名：_MainTex
  • 显示名称：我是 Cube 纹理
  • 类型：CUBE
  • 默认值：空

Cubemap 是一个由六个独立的正方形纹理组成的集合，它将多个纹理组合起来映射到一个单一纹理。

基本上说 CubeMap 包含 6 个 2D 纹理，这每个 2D 纹理是一个立方体（cube）的一个面，也就是说它是一个有贴图的立方体。

想像成一个方形盒子被我们拆开铺平的情景。

CubeMap 通常被用来作为具有反射属性物体的反射源。

通用属性标记

还有一些比较常用的属性标记，可以用于任何属性，下面来介绍下：

[Header]

Properties
{
        [Header(This is Header )]_Int("我是Int", Int) = 1
        _Float("我是Float", Range( 0 , 1)) = 1
}

在材质面板上进行标注，通常用作 分类组别 用，注意 只支持英文、数字、空格以及下划线。

[HideInInspector]

在材质面板中 隐藏此条属性，在不希望暴露某条属性时可以快速将其隐藏。

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