零、菜鸡麒麟子
每个人都是从菜鸡过来的，在写这篇文章的时候，让我想起了10几年前的自己。
我还能清晰地感受到自己接触3D编程第一天时的兴奋和当初学而不进的焦虑。
说来也巧，我正式学习3D编程，是2008年5月12号，也就是汶川地震那天。
我记得上午有两节高等数学课，由于前一天晚上睡太晚，起来的时候发现已经迟到了。
索性就旷课吧，反正我高数怎么考也只有49，不在乎这点平时成绩。
睡太晚的原因，是刚学会C++教程的我，突然在群里接触到了一个叫D3D的东西，这东西就是能够渲染出3D游戏的API。
兴奋的我在网上到处找PDF，直到《Direct3D9.0入门基础》PDF下载到硬盘里的时候，才收拾着睡觉了。
由于PDF看着没感觉，没去上数学课的我，又去学校图书馆借了实体书，这就是我3D编程编程人生的开始。
由于我自己经历过学而不能用的痛苦。
所以我就在想，能不能从边用边学的角度来引领大家逐步熟悉Cocos Shader相关的东西。
这也是这个系列教程的目的----学以致用。
从0-1虽然简单，但它是一种脱变。
希望大家能够坚持下来，完成自己从零到壹的脱变。
一、什么是Cocos Shader
可能有朋友会感到奇怪，百度上搜不到Cocos Shader。
那就对了，因为Cocos Shader是Cocos Creator 3D Shader的简称。
是麒麟子为了方便社区交流，而发明的缩写。
Cocos Creator 2D和Cocos Creator 3D合并后，材质系统和编辑器都将只有一个版本。
而从目前的技术架构和官方透露的信息来看。
合并后，技术框架采用目前Cocos Creator 3D的技术框架，因为它更成熟，更前沿，能更好地支持3D和2D。
合并后，编辑器名称改为 Cocos Creator 3.0，将不再有3D这样的称呼。因为只有一个版本。
最终Cocos Creator 的 Shader，就是现在Cocos Creator 3D的Shader。
综上所述！
我们现在就叫Cocos Creator 3D Shader为Cocos Shader，是一个很科学的做法。
Cocos Shader不仅仅指着色器代码，实际上它包含了三个东西。
这三个东西的共同作用下，我们能够渲染出想要的效果。
材质(material)
效果代码(effect)
参数(uniform、sampler等）
二、Cocos材质使用步骤
1、创建一个material材质文件
2、指定一个要用到的effect和对应的technique
可以简单理解为 一个effect对应多个technique，effect+technique决定了渲染手法。
比如builtin-standard包含opaque和transparent两个technique。前者用于实体，后者用于半透明物体。
3、设置好面板上的参数
面板参数很多，但不要怕，麒麟子在这里逐一解释一下(不需要在今天就全部弄明白，随着学习的深入，这些参数都会明白的）。
USE LIGHTMAP：勾选上这个选项后，表示你的模型接受LIGHTMAP处理，这个是配合场景的光照图烘焙功能的
USE VERTEX COLOR：是否使用顶点颜色
USE NORMAL MAP：是否使用法线图
HAS SECOND UV: 是否拥有第二套UV
USE ALBEDO MAP：是否使用颜色贴图
PBR UV：选择PBR使用第一套还是第二套UV，默认是第一套
USE PBR MAP：是否需要使用PBR贴图，如果使用了PBR贴图，那贴图的通道将和occlusion,roughness,metallic值相乘作为最终的值。
USE METALLIC ROUGHNESS MAP：是否使用金属度和粗燥度贴图
USE OCCLUSION MAP： 是否使用occlusion贴图
USE EMISSIVE MAP： 是否使用自发光贴图
USE ALPHA TEST: 是否开启ALPHA TEST
Tilling Offset：纹理的缩放和偏移，xy为缩放，zw为偏移
Albedo: 颜色，会和albedoMap相乘
AlbedoScale: 不同通道的缩放值 这个我也没有用过
Occlusion、Roughness、Metallic、Emissive、EmissiveScale：这几个的作用对应上面的那堆Map，会和那堆MAP的通道相乘作为最终结果。如果没有指定那堆Map贴图，则直接使用这个值。
我们用得最多的就是METALLIC和ROUGHNESS，调节这两个的值，就可以很明显改变一个物体的反射强度和高光强度。
4、渲染状态
除了这堆uniforms外，偶尔我们还需要改动渲染状态。但渲染状态我们一般是不需要改动其它的。因为面片顺序的关系，如果出现前后背面裁剪不对的情况。可以修改CullMode来解决。如下图所示：
三、最简单的Shader builtin-unlit
从面板上我们就可以看出来，unlit比standard少了很多东西。他没有PBR光照相关的东西，最复杂的效果就是渲染一个半透明带贴图的物体。
我们后面的教程都将逐步在unlit这个effect上添加内容，也渐进式地掌握Cocos Shader的内容。
请大家打开builtin-unlit.effect，打开方式如下图所示：
Assets窗口 -> internal -> builtin-unlit -> Reveal In Explorer（在资源管理器中打开）
我们来逐一分解各部分的内容。
1、定义部分
定义部分也就是文件最开始的部分，它描述了这个effect所具备的technique、pass结构以及外部变量和渲染状态。如下图：
-name:对应的就是每一个technique名字。
可以看到，builtin-unlit定义了opaque、transparent、add、alpha-blend四个technique，每个technique只有一个pass。
（这里补充解释一下pass，有一些效果，我们需要多次渲染同一个物体才能实现，这个时候就需要多pass，大部分情况下，只需要一个pass就能搞定了。）
区域1：面板可见常量
定义面板上可见的常量，也就是说，shader中定义好的uniform，如果要让面板可见，就需要在这个部分做引出。
区域2：入口函数
定义的是vs和fs分别使用哪个入口函数。也就是说，你可以给每个pass指定不同的vs和fs shader。
区域3：深度读写开关
我们可以控制是否做深度测试和是否写入深度。
一般情况下，实体对象，深度测试和深度写入都会开启，但像技能特效中的半透明效果，就只进行深度测试，而不进行深度写入。
其余更复杂的情况，则需要根据具体需求来决定。
区域4：Alpha混合控制
这个在以前的UI面板上大家见过了，就是控制与目标缓冲区的混合方式。
区域5：光栅化参数
和之前提到的渲染状态面板中的ClullMode是同一个东西。
2、unlit-vs（即顶点着色器部分）
如下图所示
大家会发现，#if USE_VERTEX_COLOR ... #endif这样的宏定义，这个宏定义会出现在材质面板上。
和C++等语言中的宏定义一样，如果这个宏没有被定义（即面板上不勾选），那这部分的代码相当于不存在。
所以，在宏定义中声明的变量，一定要在宏定义中使用，否则会报错。
找到所有的out变量，就能找到vert函数输出了哪些东西。在unlit中我们可以找到
out float factor_fog（雾效因子）、out lowp vec4 v_color (顶点颜色)、out vec2 v_uv (顶点uv) 三个输出结果。
vert函数本身则特别简单，这里就不多解释。
3、unlit-fs（即像素着色器部分）
如下图所示：
写fs的时候，只需要注意一点。那就是vs的out即为fs的in，在写的时候也要注意宏的匹配，否则会发生编译错误。
fs只输出1个东西，那就是颜色 ，vec4 frag的返回值就是我们最终要输出的颜色。
通过vs传过来的uv和参数，我们进行纹理采样，并做一系列的运算，即可获得我们想要的效果。
大家可以尝试在 o = CC_APPLY_FOG(o,factor_fog)之前，对o.rgb进行一些运算，就能立即看到颜色发生了变化。
四、结束语
本文对Cocos Shader做了一个大概的介绍，使大家掌握材质的使用，材质面板参数的含义和effect文件的内容。
对于是否要讲GLSL语言部分，是否要讲T&L管线部分，要根据社区的图形编程水平而定。
下一篇文章的内容，我将根据大家留言反馈，来调节内容深浅。希望大家及时反馈。
