一、着色器基础
1.什么是着色器，简介
着色器(Shader)，是一款运行在GPU->Graphic Processor Unit上的程序，其可以给开发人员提供直接操控硬件设备(显卡)的能力。Unity绝大多数渲染工作都是通过Shader来完成的。材质都是使用Shader来渲染的，定义不同的材质就是在选择不同的Shader。材质就是对纹理进行GPU编程加工。
2.Unity3D着色器的优势
在实际开发中，很多的特效镜面反射和折射，动物毛发，卡通效果等都通过着色器来渲染。如果使用CPU来处理的话，计算量非常大，编程难度高，GPU就可以很简单的高效的完成这个工作。
3.主流的针对GPU编程的技术:
a.HLSL(High Level Shading Language)微软研发的，只能供Direct3D使用，只能跑在微软旗下的设备上。
b.GLSL(OpenGL Shading Language)可以全平台通用
c.CG(C for Graphics)NVIDIA和微软合作开发的，独立于三维编程接口的，即不依赖于D3D或OpenGL，可以和这两种图形渲染库结合起来使用，使用类似于C语言的方式编写一次程序便可以跨平台运行。
4.Unity的着色语言:
为了实现跨平台，Unity对自身的着色语言的选型重点还是偏向支持CG语言，Unity自己定义了一个着色器语言叫ShaderLab来针对不同的GPU和平台开发游戏。
特点:编写一次代码，会根据具体的平台不同而进行相应平台的API的编译。
二、Unity着色器ShaderLab的基础语法结构:
1.Shader
着色器的程序根命令，每个着色器都必须定义唯一一个Shader，其中主要定义了材质如何使用这个着色器对象。
Shader "name"
{
[Properties] //属性
Subshaders{...} //子着色器
[Fallback] //降级着色器
}
其中name为着色器的名字。
其中涉及到的几个部分的顺序不能打乱，要严格按照顺序编写着色器。
[]中的内容代表为可选内容，也就是说可以没有。属性和降级可以不写，但是子着色器必须有。
2.Properties
代表的是着色器中使用到的所有属性，着色器可以在属性块中定义一些属性参数，这些参数可以在Inspector中进行编辑和调整，[Properties]块就是用来定义这些参数的。Properties{属性块}
示例语法:
name("display name", Range(min, max)) = num 定义了一个浮点数的范围
name("display name", Float) = num 定义了一个浮点数
name("display name", Int) = num 定义了一个整型数
name("display name", Color) = (num, num, num, num) 定义了一个颜色值，0<=num<=1
name("display name", Vector) = (num, num, num, num) 定义了一个四维向量值
name("display name", 2D) = "name"{options} 定义了一个2D纹理属性
name("display name", Rect) = "name"{options} 定义了一个矩形纹理属性
name("display name", Cube) = "name"{options} 定义了一个立方体贴图纹理属性
name("display name", 3D) = "name"{options} 定义了一个3D纹理属性
实际案例:
Properties
{
_RangeValue("Range Value", Range(0.1, 0.5)) = 0.3
_FloatValue("Float Value", Float) = 1.5
_Color("Color", Color) = (1, 1, 1, 1)
_Vector("Vector", Vector) = (1, 1, 1, 1)
_MainTex("Albedo(RGB)", 2D) = "white"{TexGen EyeLinear}
_Cube("CubeTex", Cube) = "skybox"{TexGen CubeReflect}
}
3.Subshader
真正用于呈现渲染物体的代码都放在子着色器中。
每一个Shader都包含一个Subshader列表，游戏运行时会根据实际的运行环境从上到下选择一个合适的Subshader来使用。
SubShader{[Tags] [CommonState] Pass{}}
子着色器由可选标签，通用状态以及一个通道列表构成。
定义通道的类型有RegularPass，UsePass，GrabPass。
在通道中定义的状态对整个子着色器都可见，也就说所有的通道都共享一组状态。
示例语法:
SubShader
{
Tags {"Queue" = "Transparent"} //设置渲染队列标签值为透明队列
Pass {
Lighting off //关闭光照
SetTexture[_MainTex]{} //设置主纹理属性
}
}
4.SubShader常用标签(Tags)
子着色器使用标签(Tags)来告诉Unity渲染引擎或者其他用户如何认证这个SubShader。
Tags基本语法如下:
Tags{"标签1" = "值1" "标签2" = "值2"}
其中每一个标签都是由一组键值对(key/value pair)组成，常用的有以下几种:
(1)Queue，队列标签，用来决定对象被渲染的次序。其中有5种预定义的可选值，分别为:
Background->1000;Geometry(默认值)->2000;AlphaTest->2450;Transparent->3000;Overlay->4000
(2)中间值，使用中间值队列来满足一些特定的需求。把队列值当成一个整型值来对待，那么就可以给出如下的队列:
Tags {"Queue" = "Geometry + 600"} //队列值为Geometry + 600，即2600，在AlphaTest和Transparent之间
(3)RenderType，渲染类型标签，将着色器分为若干个预定义组，RenderType只能从预设值中取一个，不能是其他的值。
例如采用透明着色器就无法使用Alpha测试着色器。
5.Pass通道
SubShader包装了一个渲染方案，这个方案是由一个个通道来执行的。
一个SubShader可以包含多个Pass块，每个Pass都能使几何对象被渲染一次。语法如下:
Pass{[Name and Tags] [RenderSetup] [TextureSetup]}
RenderSetup可以设置显卡的各种状态，例如:
Lighting 光照 开启或关闭光照，开关状态值为On或Off
Material{材质块} 材质 定义一个使用顶点光照管线的材质
ColorMaterial 颜色材质 当计算顶点光照时使用顶点颜色，可以是AmbientAndDiffuse或Emission
SeparateSpecular 开关状态 开启或关闭顶点光照相关的镜面高光颜色，开关的值为On或Off
Color 颜色 设置当顶点光照关闭时所使用的颜色
Fog{雾块} 雾 设置雾的参数
AlphaTest Alpha测试 默认值为LEqual
6.Fallback
降级着色器必须定义在所有子着色器之后。代表如果没有任何子着色器能够运行在当前设备上，就会尝试使用这个降级着色器。
语法格式:
Fallback "着色器名" -> 退回到指定名称的着色器
Fallback off -> 显示的告诉GPU没有相关的降级着色器可用，并且也不会打印任何的警告信息。
7、SetTexture的具体写法：
SetTexture [贴图名称]
{
ConstantColor color
Combine ColorPart, AlphaPart
}
其中Combine部分是可选的，作用是设定颜色部分和透明部分的叠加方式。
其中ConstantColor color
定义一个常量颜色在Combine指令里面使用
其中Combine命令是指
一般的写法是Combine texture * primary，这样的意思是把贴图乘以顶点颜色作为最终颜色。
也可以写成Combine texture * primary DOUBLE，加一个DOUBLE的作用是让光照强度增幅成2倍。primary代表的是初始的顶点颜色，也就是在没有加贴图之前的顶点颜色。
