GLSL in Unity 系列文章(三):Unity GLSL内置变量

Built-in shader variables
Built-in shader include files

一、GLSL内置变量

Unity 作为渲染引擎,内置了一些shader变量以及一些数据结构,方便Unity自身的一些函数计算,同时也开放给开发者使用,我们开发者同时也可以将这些视为某种规范和标准,详细参考UnityShaderVariables.cginc(Unity的内置Shader可以在官网可以下载到)。

UnityShaderVariables.cginc文件截图

同时Unity的文档也对内置变量做了说明,可以参考Built-in shader variables

内置shader变量说明

Unity 内置Shader 基本上通过Cg来编写的,所以GLSL内置的变量比较少,主要关注UnityCG.glslinc和GLSLSupport.glslinc。

首先来看看UnityCG.glslinc

UnityCG.glslinc

Unity引擎会在cpu提交gpu渲染请求时为这些变量赋值,开发者只需要知道如何使用即可。

再看GLSLSupport.glslinc

GLSLSupport.glslinc

这里主要看gl_前缀的变量:

变量名 类型
gl_ModelViewProjectionMatrix mat4 MVP矩阵,将对象空间中的顶点转换到裁剪空间
gl_ModelViewMatrix mat4 MV矩阵,将对象空间中的顶点转换到相机空间
gl_ModelViewMatrixTranspose mat4 MV矩阵的转置
gl_ModelViewMatrixInverseTranspose mat4 MV矩阵逆的转置
gl_NormalMatrix mat4 法线矩阵,将对象空间中的法线转换到世界空间
gl_ProjectionMatrix mat4 投影矩阵,将相机空间的顶点转换到裁剪空间

另外还有

变量名 类型
gl_Vertex vec4 对象空间的顶点坐标
gl_Position vec4 顶点着色器的输出到片元着色器的位置(裁剪空间)
gl_FragColor vec4 最终输出到屏幕像素的颜色值
gl_Normal vec4 顶点法线
gl_MultiTexCoord0 vec4 uv

这些是OpenGLES预定义的变量(未确认,Unity 内置shader源码搜索不到定义,知道的大佬告知一声),可以直接使用。

二、shading in world space

改变距离改变颜色
Shader "GLSL/GLSL shading in world space" {
    Properties {
        _Point ("a point in world space", Vector) = (0., 0., 0., 1.0)
        _DistanceNear ("threshold distance", Float) = 5.0
        _ColorNear ("color near to point", Color) = (0.0, 1.0, 0.0, 1.0)
        _ColorFar ("color far from point", Color) = (1.0, 0.0, 0.0, 1.0)
    }
    SubShader {
        Pass {
            GLSLPROGRAM
            // uniforms corresponding to properties
            uniform vec4 _Point;
            uniform float _DistanceNear;
            uniform vec4 _ColorNear;
            uniform vec4 _ColorFar;
            #include "UnityCG.glslinc"
            out vec4 position_in_world_space;
            #ifdef VERTEX
            void main()
            {
                position_in_world_space = unity_ObjectToWorld * gl_Vertex;
                gl_Position = gl_ModelViewProjectionMatrix * gl_Vertex;
            }
            #endif
            #ifdef FRAGMENT
            void main()
            {
                float dist= distance(position_in_world_space, _Point);
                if (dist < _DistanceNear)
                {
                    gl_FragColor = _ColorNear;
                }
                else
                {
                    gl_FragColor = _ColorFar;
                }
            }
            #endif
            ENDGLSL
        }
    }
}
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

[ExecuteInEditMode]
public class InWorldSpace : MonoBehaviour
{
    public MeshRenderer meshRenderer;
    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        if (Application.isPlaying)
        {
            meshRenderer.material.SetVector("_Point", new Vector4(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f));
            meshRenderer.material.SetFloat("_DistanceNear", 10.0f);
            meshRenderer.material.SetColor("_ColorNear", new Color(1.0f, 0.0f, 0.0f));
            meshRenderer.material.SetColor("_ColorFar", new Color(0.0f, 0.0f, 1.0f));
        }
        else
        {
            meshRenderer.sharedMaterial.SetVector("_Point", new Vector4(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f));
            meshRenderer.sharedMaterial.SetFloat("_DistanceNear", 10.0f);
            meshRenderer.sharedMaterial.SetColor("_ColorNear", new Color(1.0f, 0.0f, 0.0f));
            meshRenderer.sharedMaterial.SetColor("_ColorFar", new Color(0.0f, 0.0f, 1.0f));
        }
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        if (Application.isPlaying)
        {
            meshRenderer.material.SetVector("_Point", this.transform.position); // set the shader property
        }
        else
        {
            meshRenderer.sharedMaterial.SetVector("_Point", this.transform.position); // set the shader property
        }
    }
}

github:https://github.com/eangulee/GLSLInUnity.git

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