前言

????上一期的內(nèi)容是天空盒，它的材質(zhì)球是由天空盒Shader（著色器）通過(guò)GPU繪制而成的。這期我們共同學(xué)習(xí)Shader的基礎(chǔ)和它的基本應(yīng)用。

Shader和Material的基本概念認(rèn)知

Up在百度上引用一段，闡述Shader和Material（材質(zhì)）的基本關(guān)系：

“Shader（著色器）實(shí)際上就是一小段程序，它負(fù)責(zé)將輸入的Mesh（網(wǎng)格）以指定的方式和輸入的貼圖或者顏色等組合作用，然后輸出。繪圖單元可以依據(jù)這個(gè)輸出來(lái)將圖像繪制到屏幕上。輸入的貼圖或者顏色等，加上對(duì)應(yīng)的Shader，以及對(duì)Shader的特定的參數(shù)設(shè)置，將這些內(nèi)容（Shader及輸入?yún)?shù)）打包存儲(chǔ)在一起，得到的就是一個(gè)Material（材質(zhì)）。之后，我們便可以將材質(zhì)賦予合適的renderer（渲染器）來(lái)進(jìn)行渲染（輸出）了。

所以說(shuō)Shader并沒(méi)有什么特別神奇的，它只是一段規(guī)定好輸入（顏色，貼圖等）和輸出（渲染器能夠讀懂的點(diǎn)和顏色的對(duì)應(yīng)關(guān)系）的程序。而Shader開(kāi)發(fā)者要做的就是根據(jù)輸入，進(jìn)行計(jì)算變換，產(chǎn)生輸出而已?！?/span>

Unity支持Shader的自定義編程，它使用的是標(biāo)準(zhǔn)的cg語(yǔ)言。不過(guò)，我們的原則是不寫(xiě)代碼。這時(shí)就要用到另一種方法來(lái)編輯Shader，那就是Shader Graph。

ShaderGraph介紹

????Shader Graph著色器視圖，可以讓你輕松創(chuàng)建各種著色器效果：流動(dòng)的巖漿，美麗的湖泊，閃動(dòng)的LED燈，以及你能想象到的更多的效果！

????Shader Graph原生支持 Scriptable Render Pipeline (簡(jiǎn)稱：SRP)，擁有以下功能：

·?高清晰渲染管線 HD Render Pipeline

·?輕量級(jí)渲染管線 Lightweight Render Pipeline

·?通過(guò)擴(kuò)展將任何你自己編寫(xiě)的自定義SRP著色器進(jìn)行導(dǎo)出。

什么是ShaderGraph著色器視圖 ?

????你可以通過(guò)可視化的方式來(lái)創(chuàng)建Shader Graph以生成所需的著色器，無(wú)需再手動(dòng)編寫(xiě)著色器代碼，只需通過(guò)連接各種節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)即可。以下是一些你可以做的事情：

· 通過(guò)程序化的方式改變物體表面形狀

·?對(duì)UV進(jìn)行變形和動(dòng)畫(huà)

·?使用常用的圖形編輯操作對(duì)對(duì)象進(jìn)行修改操作

·?根據(jù)物體所在的世界坐標(biāo)，法線以及和攝像機(jī)之間的距離等信息來(lái)改變物體表面

·?將你認(rèn)為重要的屬性，暴露在材質(zhì)編輯面板上方便編輯操作

·?通過(guò)生成subgraph（子視圖）在不同Shader Graph之間分享節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)

·?使用C#和HLSL創(chuàng)建自定義的Shader Graph

·?視圖框架可以提供即時(shí)的Shader Graph修改反饋，這樣即使是新用戶也能創(chuàng)建自己的著色器了。

怎么安裝ShaderGraph？

????安裝好的Unity2018是沒(méi)有ShaderGraph的工具的，如果需要使用這個(gè)工具，需要單獨(dú)安裝插件。?

????打開(kāi)Window > Package Manager，在All中選擇ShaderGraph進(jìn)行安裝。

2018.1.x~2018.2.x版本

????點(diǎn)擊All面板，找到SRP Core、Shader Graph點(diǎn)擊右上角Install安裝

2018.3.x~2019.1b

????剛打開(kāi)Packages的列表中沒(méi)有ShaderGraph選項(xiàng)，此時(shí)點(diǎn)擊Advanced，出現(xiàn)ShaderGraph等安裝選項(xiàng)。

找不到Shader Graph

????打開(kāi)項(xiàng)目的文件夾，在項(xiàng)目目錄中，找到Packages目錄中的manifest.json文件，打開(kāi)

修改mainfest.json。

????用寫(xiě)字板或其它文本編輯器打開(kāi)mainfest.json，將"com.unity.shadergraph": "4.1.0-preview",插入文本段落中。

????返回Unity工程會(huì)發(fā)現(xiàn)Unity正在加載工具，加載完之后ShaderGraph插件就已經(jīng)安裝好了。

使用PackageManager?

????在Unity中，通過(guò)點(diǎn)擊Window->PackageManager來(lái)打開(kāi)PackageManager窗口。在窗口中選擇ShaderGraph 并且在右上角選擇加載。?

如何看是否加載成功

????在項(xiàng)目欄中，點(diǎn)擊右鍵Create出現(xiàn)有PBR Graph，Sub Graph和Unlit Graph那么就已經(jīng)安裝好了。（ShaderGraph舊版的使用方法與現(xiàn)在有所差異，在右鍵Create后找到ShaderGraph也能證明ShaderGraph安裝完成）

如何創(chuàng)建Shader Graph？

????在Unity中，Shader Graph看起來(lái)就是一個(gè)普通的著色器。你可以通過(guò)Create >Shader>選擇PBR Graph（基于物理渲染），Sub Graph和Unlit Graph其中的一個(gè)。這會(huì)在Project窗口中生成一個(gè)Shader Graph資源。雙擊這個(gè)資源或者點(diǎn)擊Open按鈕來(lái)打開(kāi)Shader Graph編輯界面。

????打開(kāi)Shader Graph的時(shí)候，看到的是一個(gè)Master Node?？梢酝ㄟ^(guò)把其他節(jié)點(diǎn)連接到Master Node來(lái)創(chuàng)造你先要的效果。

????點(diǎn)擊齒輪圖標(biāo)可以展開(kāi)著色器的其它基本屬性：

Workflow（工作流）可以選擇Specular（高光）和Metallic（金屬）。

Surface（表面）可以選擇Opaque（不透明）和Transparent（透明）。

Blend（混合）可以選擇 Alpha（阿爾法），Premultiply（預(yù)乘），Additive（附加），Multiply（乘法）。

Two Sided（兩邊）勾選框。

右下角是著色器最終顯示效果。

????每一個(gè)內(nèi)置的Shader Graph節(jié)點(diǎn)都有幾個(gè)輸入，為這些輸入添加了默認(rèn)的值，也可以隨意改變它們。

????通過(guò)Shader Graph生成的著色器和Unity中的其他著色器沒(méi)有任何區(qū)別?？梢杂益I點(diǎn)擊著色器生成一個(gè)新的材質(zhì)，并將其應(yīng)用到項(xiàng)目中任意對(duì)象上?？梢杂猛粋€(gè)著色器生成多個(gè)材質(zhì)。

????可以在材質(zhì)上暴露著色器中的參數(shù)，這樣就可以通過(guò)這些參數(shù)，調(diào)整基于同一個(gè)著色器的不同材質(zhì)的各種屬性。只要簡(jiǎn)單的操作就可以暴露著色器的參數(shù)，在Shader Graph中點(diǎn)擊任何變量節(jié)點(diǎn)，然后選擇Convert to Property，這些屬性就會(huì)顯示在所有使用了此著色器的材質(zhì)的檢視窗口中。

????暴露的參數(shù)有Vector1，Vector2，Vector3，Vector4，Color（顏色），Texture2D（2D紋理），Texture2D Array（2D紋理數(shù)組），Texture3D，Cubemap（方形貼圖），Boolean（布爾值）。

????要查看對(duì)Shader Graph所做修改的產(chǎn)生的效果，點(diǎn)擊窗口左上角的Save Asset按鈕保存修改即可。

創(chuàng)建渲染管線

????ShaderGraph是基于可編程渲染管線，我們要使用ShaderGraph也就需要設(shè)置SRP。?（注意：如果之前不導(dǎo)入渲染管線，ShaderGraph的材質(zhì)球不會(huì)正常顯示，呈現(xiàn)為洋紅色，主節(jié)點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)嘆號(hào)，并提示當(dāng)前渲染管線與主節(jié)點(diǎn)不匹配。如下圖）

????打開(kāi)Window >package manager，在All中選擇Lightweight RP進(jìn)行安裝。(如果沒(méi)有找到渲染管線插件，可以嘗試用之前的方法導(dǎo)入。在項(xiàng)目目錄里找到Packages目錄中的manifest.json文件，將"com.unity.render-pipelines.lightweight": "4.1.0-preview",插入中間段落中。）

????在SRP中，unity幫我們封裝了幾種渲染管線：?

- 我們可以創(chuàng)建LWRP（輕量級(jí)渲染管線），這種渲染管線適合移動(dòng)設(shè)備。?

- HDRP（高清晰渲染管線），適用于PC等性能較高的設(shè)備?

- Custom（自定義渲染管線)?

????這里我們暫時(shí)不做過(guò)多研究。

????導(dǎo)入渲染管線插件后，unity就可以使用LWRP。?

????創(chuàng)建Renderpipeline可通過(guò)在文件窗口中Create > Rendering >Lightweight Pipeline Asset創(chuàng)建。 創(chuàng)建之后就可以進(jìn)行渲染管線的設(shè)置了。

設(shè)置SRP

????設(shè)置方法：Edit > Project Setting > Graphics。

????如果沒(méi)有設(shè)置的話，所有的Shadergraph都是不能使用的。