Unity 3D ShaderLab开发实战详解

Unity 3D ShaderLab开发实战详解

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作者: 郭浩瑜著

出版社: 人民邮电出版社

出版时间: 2014-04

版次: 01

ISBN: 9787115338907

定价: 69.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 309页

字数: 552千字

正文语种: 简体中文

分类: 计算机与互联网

5 张插图图片

　　《Unity 3D ShaderLab开发实战详解》全面讲解了Unity Shader渲染的实战技术，全书分为五篇共33章，主要内容为：Shader在3D游戏中的作用、Shader的实例化、Shader的实现语言等；Unity中Shader的形态、SubShader的重要标签、可编程Shader、Surface Shader；Shader中用到的各种空间的概念和Shader中的投影矩阵；基本的光照模型；第一个被执行的Pass，包括渲染路径和Pass的LightMode标签；VertexLit渲染路径，包括顶点照明和Unity存放光源的方式；Forward渲染路径；基于光照贴图的烘焙照明；基于LightProbes的照明；平面阴影；球体阴影；体积阴影；映射阴影；内置的阴影；Pass的通用指令开关；固定管线；Surface Shader；凹凸材质；卡通材质；镜面材质；半透明材质；体积雾；Wrap Model新解；面积光；体积光；材质替代渲染；后期效果；地形；投影；Shader的组织和复用。和你必须知道的渲染概念及基于渲染路径的优化、移动平台上的优化等实战内容，是不可多得的实战教程。
　　《Unity 3D ShaderLab开发实战详解》适合移动开发者、游戏开发者、程序员阅读，可作为大专院校相关专业的师生用书，也可当作培训学校的教材。目  录

第1篇  初识庐山真面目——Unity 3D Shader

第1章  Shader(着色器)的概念和在3D游戏中的作用　2
1．1  Shader的概念　2
1．1．1  虚拟世界中的光明和色彩　2
1．1．2  游戏开发人员的终点　2
1．1．3  Shader(着色器)简史　2
1．2  Shader的实例化　3
1．3  Shader的实现语言　3
1．3．1  GPU上的编程　3
1．3．2  Unity中的着色器编程　3

第2章  Unity中Shader(着色器)的形态　4
2．1  Unity通过ShaderLab来组织Shader　4
2．1．1  关键字Shader　4
2．1．2  使用SubShader组织Shader的不同实现　4
2．1．3  SubShader的重要标签　4
2．1．4  SubShader中的Pass块　5
2．1．5  Pass块的标签及其名字的意义　5
2．1．6  使用FallBack保证Shader的广泛适应性　6
2．2  Unity的ShaderLab所支持的Shader编程语言　6
2．3  Unity中Shader的3种形态　6
2．3．1  固定管线　6
2．3．2  可编程Shader　7
2．3．3  ShaderLab的骄傲：Surface Shader　8
2．4  Shader的数据接口：属性和uniform变量　8
2．4．1  在Properties块中定义属性　8
2．4．2  通过图形界面操作属性　9
2．4．3  通过脚本操控属性　9
2．4．4  矩阵：不能在属性块定义的变量　10
2．4．5  在Cg代码中使用属性　10

第3章  Shader(着色器)中用到的各种空间概念　11
3．1  模型空间　11
3．1．1  为什么用模型空间　11
3．1．2  在脚本和Shader中进出模型空间　11
3．2  世界坐标空间　11
3．2．1  统一表达：世界坐标空间　11
3．2．2  在脚本和Shader中进出世界坐标空间　12
3．3  视空间　12
3．3．1  渲染的需要：视空间　12
3．3．2  在脚本和Shader中进出视空间　12
3．4  空间的一块：视锥体　12
3．5  剪切空间　13
3．5．1  投影　13
3．5．2  脚本和Shader中的投影矩阵　13

第4章  基本的光照模型　14
4．1  光源对物体照明的分类　14
4．1．1  间接照明　14
4．1．2  直接照明　14
4．2  照明的计算方式：光照模型　14
4．2．1  漫反射和Lambert　14
4．2．2  镜面高光和Phong　15
4．2．3  半角向量和BlinnPhong　16

第2篇  让你的应用更炫彩——Unity中的照明

第5章  第一个被执行的Pass　18
5．1  不同的LightMode被选择的顺序　18
5．1．1  渲染路径和Pass的LightMode标签　18
5．1．2  设计可以检测渲染路径的材质　18
5．1．3  设计便于检测渲染路径的场景　21
5．1．4  VertexLit渲染路径下Pass的执行　21
5．1．5  Forward渲染路径下Pass的执行　21
5．1．6  Deferred渲染路径下Pass的执行　21
5．1．7  不同渲染路径下的Pass执行规则总结　22
5．2  3个渲染路径之外　22
5．2．1  LightMode的其他值　22
5．2．2  设计检测用的材质　23
5．2．3  Always类型的Pass在3种渲染路径下的执行　24
5．2．4  LightMode的默认值及其在3种渲染路径下的执行　25

第6章  VertexLit渲染路径　26
6．1  顶点照明　26
6．1．1  什么是顶点照明　26
6．1．2  存取光源的变量　26
6．2  顶点照明和Unity存放光源的第一种方式　27
6．2．1  用于调试输出的材质　27
6．2．2  设计用于检测的场景　27
6．2．3  在Vertex Pass中的检测结果　28
6．2．4  无效数据　28
6．3  顶点照明和Unity存放光源的第二种方式　29
6．3．1  用于调试输出的材质　29
6．3．2  设计用于检测的场景　30
6．3．3  在Vertex Pass中的检测结果　30
6．4  顶点照明和Unity存放光源的第三种方式　31
6．4．1  Unity为Vertex Pass准备的光源　31
6．4．2  设计用于检测的场景　31
6．4．3  顶点照明中的点光源　32
6．4．4  计算顶点照明的ShadeVertexLights函数　32
6．4．5  顶点照明中的Pixel光源　33
6．4．6  顶点照明中的平行光　33
6．4．7  顶点照明中的灯光信息小结　35
6．4．8  一个顶点照明的实现例子　35

第7章  Forward渲染路径　37
7．1  ForwardBase和ForwardAdd　37
7．1．1  设计检测用的场景和材质　37
7．1．2  ForwardBase和ForwardAdd的表现　39
7．2  Forward渲染路径下的重要光源　39
7．2．1  设计检测用的材质　39
7．2．2  不存在Pixel光源时的情况　40
7．2．3  存在Pixel平行光时的情况　40
7．2．4  存在Pixel点光源时的情况　40
7．2．5  有多种类型的Pixel光源时的情况　41
7．2．6  Forward渲染路径下的Pixel光源小结　41
7．3  重要光源在ForwardAdd内的执行　41
7．3．1  设计用来检测Pixel光源的材质　41
7．3．2  设计检测用的场景　44
7．3．3  检测结果：ForwardAdd如何被执行　44
7．4  ForwardBase和Unity存放光源的第一种方式　45
7．4．1  设计检测用的材质　45
7．4．2  第一种方式内的Vertex点光源　46
7．4．3  第一种方式内的平行光　46
7．4．4  第一种方式内的重要Pixel点光源　46
7．4．5  只有ForwardBase时的情况总结　47
7．4．6  ForwardAdd对ForwardBase内光源的影响　47
7．4．7  有ForwardAdd时存放光源数据第一种方式的总结　49
7．5  ForwardAdd和Unity存放光源的第一种方式　49
7．5．1  设计检测用的材质　49
7．5．2  设计检测用的场景　50
7．5．3  ForwardAdd内的Pixel光源　50
7．5．4  ForwardAdd内的平行光　51
7．5．5  数组变量unity_4LightPos的使用情况分析　51
7．6  Forward渲染路径和Unity存放光源的第三种方式　51
7．6．1  检测ForwardBase内情况的材质　51
7．6．2  检测结果：第三种方式不包含对ForwardBase有效的数据　52
7．6．3  检测结果：第三种方式不包含对ForwardAdd有效的数据　52
7．7  Forward渲染路径总结　53
7．7．1  Forward渲染路径下材质的适应性　53
7．7．2  Unity如何为Forward渲染路径设置光源　53

第8章  基于光照贴图的烘焙照明　54
8．1  单光照贴图和VertexLit渲染路径　54
8．1．1  测试烘焙的场景　54
8．1．2  烘焙场景中使用的材质　55
8．1．3  烘焙的前提：静态物体　55
8．1．4  如何在烘焙中使用自发光材质　55
8．1．5  烘焙之后静态物体和非静态物体的实时照明　57
8．1．6  应用光照贴图到VertexLit渲染路径下的材质中　57
8．1．7  通过自己的材质改变实时光源对烘焙后物体的照明　59
8．2  在效果和性能间进行权衡　60
8．2．1  影响全局的Resolution选项　60
8．2．2  影响单个物体的Scale In Lightmap选项　61
8．3  单光照贴图和Forward渲染路径　62
8．3．1  单光照贴图在VertexLit和Forward下面的不同表现　62
8．3．2  准备可应用于烘焙的自发光材质　62
8．3．3  在ForwardBase内计算光照贴图　64
8．3．4  Forward渲染路径下烘焙之后的实时照明　65
8．4  单光照贴图在Deferred渲染路径下的实时阴影　67
8．5  双光照贴图和Deferred渲染路径　67
8．5．1  全局GI、间接照明以及双光照贴图　67
8．5．2  混合双光照贴图和实时照明　67
8．5．3  观察混合过程　69
8．5．4  双光照贴图的使用限制　70
8．6  双光照贴图和Forward渲染路径　71
8．7  方向光照贴图和Forward渲染路径　71
8．7．1  烘焙后的凹凸问题　71
8．7．2  方向光照贴图(Direction Lightmaps)和凹凸贴图　72

第9章  基于LightProbes的照明　74
9．1  初识LightProbes　74
9．1．1  LightProbes照明的优点　74
9．1．2  检测LightProbes照明的场景　74
9．1．3  使用Light Probe Group进行管理　76
9．1．4  烘焙场景光照信息到LightProbes中　76
9．1．5  对比Light Probes照明和实时照明　77
9．2  放置LightProbes的注意事项　77
9．2．1  必须形成一个体积　77
9．2．2  单个Light Probe必须处于采样光源的照射范围　77
9．3  动态更新LightProbes　78
9．3．1  跟新数据的注意事项　78
9．3．2  更改不同通道的Coefficient　78
9．4  照明采样的Archor Override　79
9．4．1  基于线性插值的采样　79
9．4．2  改变默认的插值位置　79
9．5  LightProbes照明和阴影　80
9．5．1  LightProbes和光照贴图的异同　80
9．5．2  烘焙阴影时可能会犯的错误　80
9．5．3  将静态物体的阴影烘焙到Light Probe上　81
9．5．4  LightProbes照明和实时阴影的混合　82
9．6  烘焙一个色彩丰富的场景　82
9．7  在自己的材质中使用LightProbes　83
9．7．1  为Forward渲染路径的材质计算LightProbes　84
9．7．2  使用ShadeSH9函数　84
9．7．3  在一个Surface Shader中进行计算　85

第3篇  使应用更逼真——Shadows(阴影)

第10章  平面阴影　88
10．1  平行光对平面的投影　88
10．1．1  对平行光投影的考虑　88
10．1．2  进出阴影接受平面的矩阵　88
10．1．3  使用三角形相似计算阴影　89
10．2  点光源对平面的投影　90
10．3  阴影的淡出　91
10．3．1  有效利用计算平面阴影过程中的数据　91
10．3．2  潜在的问题　91

第11章  球体阴影　92
11．1  平行光对球体的投影　92
11．1．1  投影球体的信息　92
11．1．2  使用相似三角形计算投影　92
11．2  阴影的淡入/淡出　93
11．3  点光源对球体的投影　94

第12章  体积阴影　95
12．1  将顶点沿某一方向挤出　95
12．1．1  在Vertex函数中操作　95
12．1．2  判断顶点是向光还是背光　95
12．2  从Volumes中找到阴影区域　96
12．2．1  两次挤出　96
12．2．2  计算出阴影区域　97
12．2．3  渲染阴影　97
12．2．4  需要注意的问题　98

第13章  阴影映射　99
13．1  灯光空间和相机空间　99
13．1．1  观察两个空间　99
13．1．2  两个视角的Z深度　99
13．1．3  渲染Z深度的材质　99
13．2  投射Z深度　100
13．2．1  准备灯光视角的投影矩阵　100
13．2．2  在材质中计算投影后的Z深度　101
13．3  比较Z深度　103
13．3．1  比较Z深度的材质　103
13．3．2  Z精度引起的问题　104
13．3．3  增加Z的精度　104
13．3．4  对Z值进行偏移　105

第14章  内置的阴影　107
14．1  投射阴影　107
14．1．1  使用ShadowCaster投射阴影　107
14．1．2  ShadowCaster里都做了什么　108
14．1．3  写一个自己的ShadowCaster　108
14．1．4  改变ShadowCaster的行为　109
14．1．5  阴影和FallBack机制　110
14．2  接受阴影　111
14．3  Surface Shader和阴影　112
14．3．1  Surface Shader的阴影和Fallback　112
14．3．2  Surface Shader里的灯光参数和阴影　112
14．3．3  Surface Shader对Forward渲染路径下阴影的支持　112

第4篇  Unity中的各种Shader

第15章  Pass的通用指令开关　116
15．1  使用LOD在运行时决定材质　116
15．1．1  材质的LOD　116
15．1．2  运行时设定单个材质的LOD　116
15．1．3  设定全局所有材质的LOD　117
15．1．4  Unity内置的LOD层级　118
15．2  渲染队列　118
15．2．1  标签队列和渲染顺序　118
15．2．2  渲染队列和ZTest判断　120
15．2．3  Unity中内置的渲染队列　120
15．3  透明的产生　120
15．3．1  Alpha检测和8种比较条件　120
15．3．2  动态生成AlphaTest的材质　120
15．3．3  动态生成Shader的内容　121
15．3．4  结合AlphaTest和Blend操作　122
15．4  混合操作　123
15．4．1  什么是混合(Blend)操作　123
15．4．2  动态生成测试用的材质　123
15．4．3  生成Shader的代码　124
15．4．4  检测不同的混合操作　125
15．4．5  BlendOp选项　126
15．4．6  动态生成带BlendOp选项的材质　126
15．4．7  生成Shader的代码　127
15．4．8  检测BlendOp操作　127
15．5  使用通道遮罩(ColorMask)　128
15．5．1  ColorMask的作用　128
15．5．2  检测ColorMask　128
15．5．3  一个使用ColorMask的例子　129
15．6  ZTest(深度测试)　130
15．6．1  存取场景的ZTest　130
15．6．2  RenderType标签和生成ZTest的关联　130
15．6．3  内置RenderType的值　131
15．6．4  Forward渲染路径下的ZTest　131
15．6．5  Deferred渲染路径下的ZTest　132
15．7  对Z深度的偏移　134
15．7．1  干预正常ZTest的手段　134
15．7．2  动态改变Offset的参数　134
15．7．3  观察Offset在不同应用条件下的表现　135
15．8  面的剔除操作　135
15．9  自动贴图坐标的生成　136
15．9．1  ObjectLinear和等价的Cg代码　136
15．9．2  EyeLinear和等价的Cg代码　137
15．9．3  SphereMap和等价的Cg代码　138
15．9．4  CubeReflect和等价的Cg代码　139
15．9．5  CubeNormal和等价的Cg代码　139
15．10  抓屏操作　140
15．10．1  如何使用GrabPass　140
15．10．2  一个模拟曲面反射的例子　141
15．11  Fog(雾效)　142
15．11．1  Fog和Unity的3种实现　142
15．11．2  材质中对Fog的控制　142
15．11．3  实现自己的Fog　143

第16章  固定管线　146
16．1  Unity中固定管线的基本形态　146
16．1．1  基本形态　146
16．1．2  与照明相关的Material块　147
16．1．3  处理纹理的SetTexture块　147
16．1．4  基本形态的另一种写法　147
16．1．5  Combine语句　147
16．2  使用顶点色　148
16．2．1  使用ColorMaterial　148
16．2．2  使用Bind　148
16．3  在固定管线中使用光照贴图　149
16．4  嵌套Cg代码　149

第17章  Surface Shader　151
17．1  Surface Shader的适应性　151
17．1．1  一个分析策略　151
17．1．2  VertexLit渲染路径的检测材质　151
17．1．3  Forward渲染路径的检测材质　152
17．1．4  测试用的场景　153
17．1．5  检测结果：不独立支持VertexLit渲染路径　153
17．1．6  检测结果：对Forward渲染路径的有条件支持　153
17．2  Surface Shader和Deferred渲染路径　154
17．2．1  设计检测的策略和材质　154
17．2．2  检测结果：Surface Shader对Deferred渲染路径的支持条件　156
17．3  Forward渲染路径下的Surface Shader　157
17．3．1  Cg代码完全体　157
17．3．2  最简形式的等价Cg代码　158
17．3．3  Cg代码对光照贴图的支持　163
17．3．4  一个检测生成的ForwardBase场景　164
17．3．5  自动生成的ForwardAdd　165
17．3．6  参数noambient和novertexlights　168
17．3．7  参数approxview和halfasview　168
17．3．8  Forward渲染路径下的透明和混合模式参数　169
17．3．9  加强Forward渲染路径下效果的参数　171
17．4  Deferred渲染路径下的Surface Shader　174
17．4．1  自动生成的PrePassBase和PrePassFinal　174
17．4．2  PrePassBase都做了什么　177
17．4．3  _LightBuffer里面的东西　179
17．4．4  计算_LightBuffer所使用的材质　180
17．4．5  PrePassFinal的工作　185
17．4．6  FallBack和Surface Shader的阴影　186
17．4．7  精简用的参数　187
17．4．8  Vertex、finalcolor函数和addshadow选项　188
17．4．9  Deferred模式下的材质透明　188
17．4．10  decal参数　189

第18章  凹凸材质　190
18．1  切空间　190
18．2  凹凸贴图　190
18．2．1  计算到切空间的矩阵　190
18．2．2  Unity中法线贴图的压缩格式　191
18．2．3  使用切空间矩阵的另一种方法　191
18．2．4  Unity对切空间计算的支持　192
18．2．5  解压缩法线贴图的函数　193
18．2．6  在切空间中计算高光　193
18．2．7  Surface Shader和切空间　194
18．3  Parallax Mapping(视差映射)　194
18．3．1  Parallax Mapping及其别名　194
18．3．2  一个使用灰度图来偏移UV的材质　195
18．3．3  结合法线贴图　196
18．3．4  用视角来决定UV偏移　197
18．3．5  一个完整的实现　197
18．4  Relief Mapping(地势映射)　198
18．4．1  Parallax Mapping的极限和Relief Mapping的面世　198
18．4．2  Relief Mapping的算法　199
18．4．3  一个完整的实现　200

第19章  卡通材质　203
19．1  描边　203
19．1．1  沿法线挤出轮廓　203
19．1．2  容易产生的问题　204
19．1．3  在视空间中挤出　205
19．1．4  顶点位置的另一个含义　206
19．1．5  调和法线和顶点方向　207
19．1．6  判断顶点的指向　207
19．1．7  不仅仅是轮廓　208
19．1．8  通过Z偏移来描边　210
19．2  卡通着色　211
19．2．1  对光照进行离散化　211
19．2．2  使用2D贴图重新映射光照　213

第20章  镜面材质　215
20．1  镜像一个相机　215
20．1．1  镜子里的世界和我的计划　215
20．1．2  在脚本中对位置和角度进行镜像　215
20．2  使用镜像相机来渲染、投影　216
20．2．1  镜面材质的工作：采样被投影的渲染结果　216
20．2．2  脚本的工作：渲染镜像相机和设置投影矩阵　217
20．3  镜像相机的近剪切平面和倾斜矩阵　218
20．3．1  调节近剪切平面　218
20．3．2  使用倾斜矩阵微调视锥体　218

第21章  半透明材质　219
21．1  什么是半透明材质　219
21．2  用简单来表达复杂　219

第22章  体积雾　221
22．1  距离的表达：相对于背景的体积雾　221
22．1．1  需要计算的东西　221
22．1．2  使用一个Pass来完成所有的计算　221
22．1．3  黑色的雾效　222
22．2  厚度的表达：物体形体的体积雾　223
22．2．1  必须计算的两个数据　223
22．2．2  在Unity中使用一个Pass来完成所有计算　223

第23章  Wrap Model新解　226
23．1  一个可调节的Wrap光照模型　226
23．2  另一种实现途径　226
23．2．1  基于不同构想的Wrap　226
23．2．2  实现这种构想　227
23．2．3  进一步的变通　227

第24章  面积光　228
24．1  线光源　228
24．1．1  点，线，面　228
24．1．2  如何理解一个线光源　228
24．1．3  通过脚本传递线光源的几何信息　228
24．1．4  计算线光源的照明　229
24．1．5  线光源的辐射方向　230
24．1．6  线光源的衰减　230
24．2  面积光源　231
24．2．1  面积光和线光源的不同　231
24．2．2  通过脚本设定面积光的几何特性　231
24．2．3  计算面积光　232
24．2．4  和默认照明的整合　234

第25章  体积光　235
25．1  体积光和体积阴影　235
25．1．1  什么是体积光　235
25．1．2  体积光和体积阴影的关系　235
25．2  实现体积光　235
25．2．1  在Shader中表现体积光　235
25．2．2  脚本的帮助　236

第26章  材质替代渲染　238
26．1  相机(Camera)和渲染消息　238
26．1．1  相机的渲染消息发送顺序　238
26．1．2  物体的渲染消息发送顺序　239
26．1．3  相机和物体的渲染消息先后顺序　240
26．1．4  存在两个相机时的渲染消息　240
26．1．5  最后能改变Cull操作结果的地方　241
26．1．6  最后能设置材质数据的地方　241
26．2  相机(Camera)的渲染方法　242
26．2．1  Render方法　242
26．2．2  RenderWithShader方法　243
26．3  如何使用RenderWithShader方法　245
26．3．1  标签值不同的5个Shader　245
26．3．2  调用RenderWithShader方法的脚本　246
26．3．3  替换用的5个材质　247
26．3．4  检测RenderWithShader方法的效果　248
26．3．5  使用SubShader组织替代材质　249
26．3．6  如何设置替代材质的属性　249
26．3．7  将结果输出到屏幕上　250
26．4  SetReplacementShader和ResetReplacementShader　251

第27章  后期效果　252
27．1  Graphics的两个方法　252
27．1．1  与相机渲染方法的不同之处　252
27．1．2  Blit方法的简单示例　252
27．1．3  使用BlitMultiTap方法进行多重采样　254
27．2  一个简单的调色　257
27．2．1  调色用的脚本　257
27．2．2  调色用的材质　258
27．2．3  更高效的做法　259
27．3  景深　261
27．3．1  用于模糊图像的材质　261
27．3．2  进行纵横两次模糊操作　262
27．3．3  进行混合操作的脚本　263
27．3．4  进行混合操作的材质　263
27．3．5  提供一个可调节参数　264
27．4  轮廓检测　265
27．4．1  用脚本索要场景的Z深度和法线　265
27．4．2  在材质中进行边缘检测　265
27．5  扭曲　267
27．5．1  通过UV操作扭曲图像　267
27．5．2  限定扭曲的区域　268
27．5．3  使用物体来做遮罩　268
27．6  运动模糊　271
27．6．1  如何记录运动轨迹　271
27．6．2  实现运动模糊的材质　271
27．6．3  用于完成整个过程的脚本　272
27．6．4  通过Alpha和帧的混合操作实现运动模糊　273
27．7  噪波　273
27．7．1  根据Z深度来混合噪波　274
27．7．2  根据明暗程度来混合噪波　274
27．8  色彩的溢出　275
27．8．1  色彩溢出的算法考量　276
27．8．2  实现色彩溢出的采样计算　276

第28章  地形　278
28．1  地表的材质　278
28．1．1  地面纹理的控制贴图　278
28．1．2  如何自定义地表材质　279
28．1．3  如何使用更多的纹理贴图　280
28．2  花草的材质　280
28．2．1  非Billboard类型花草的材质　281
28．2．2  Terrain引擎传入的数据　282
28．2．3  Billboard类型花草的材质　282
28．2．4  自定义Detail Mesh的材质　283
28．3  树木的材质　283
28．3．1  树木的2D Billboard材质　283
28．3．2  3D形态树木的材质　284
28．3．3  应用Unity计算的Occlusion　286

第29章  投影　288
29．1  Unity的Projector　288
29．1．1  Projector中的材质被执行的顺序　288
29．1．2  如何写Projector使用的材质　288
29．1．3  控制投影淡进淡出的矩阵　289
29．2  实现自己的投影　290
29．2．1  设定投影矩阵的脚本　290
29．2．2  采样投影的材质　291
29．2．3  直接投影到屏幕上　292
29．2．4  模拟GUITexture　293
29．3  模拟粒子的广告牌效果　294
29．3．1  使用材质将物体面向相机　294
29．3．2  保持旋转角度　295

第5篇  Shader的组织和优化

第30章  Shader的组织和复用　298
30．1  cginc文件　298
30．1．1  Unity的UnityCG．cginc文件　298
30．1．2  定义自己的cginc文件　298
30．1．3  使用自定义的cginc文件　299
30．2  通过UsePass来复用　300
30．2．1  定义自己要复用的Pass　300
30．2．2  复用这些Pass　301
30．3  定义自己的Shader关键字　301
30．3．1  使用关键字改变Shader的行为　301
30．3．2  定义自己的Shader关键字　301
30．4  使用multi_compile编译Shader的多个版本　302
30．4．1  使用multi_compile实现多次编译　302
30．4．2  在脚本中选择Shader的版本　302
30．5  Unity对DX11支持所带来的问题　303

第31章  你必须知道的渲染概念　304
31．1  逐顶点计算和逐像素计算　304
31．1．1  逐顶点计算　304
31．1．2  逐像素计算　304
31．1．3  如何在这两个概念中取舍　304
31．2  Draw Call的指标意义　304
31．2．1  Draw Call的概念　304
31．2．2  正确理解Draw Call对你开发应用的意义　304
31．2．3  Batching的概念和Unity为优化Draw Call所做的工作　305
31．2．4  优化Draw Call　305
31．3  利用渲染队列的技巧　305
31．3．1  渲染队列的概念　305
31．3．2  设置Render Queue的技巧　305

第32章  基于渲染路径的优化　306
32．1  VertexLit渲染路径下的优化　306
32．1．1  VertexLit渲染路径的特点　306
32．1．2  合理的光照计算　306
32．2  Forward渲染路径下的优化　306
32．2．1  Forward渲染路径的特点　306
32．2．2  合理的光照计算　306
32．3  Deferred渲染路径下的优化　307
32．3．1  Deferred渲染路径的特点　307
32．3．2  合理的灯光布局　307

第33章  移动平台上的优化　308
33．1  移动平台的特点　308
33．2  一些指令的运算速度概念　308
33．3  几何复杂度的考量　308
33．4  贴图的问题　309
33．5  数据类型的使用方式　309
33．6  变量的使用　310
33．7  慎用后期效果　310
33．8  慎用透明效果　310

附录  相关资源　311
内容简介:
　　《Unity 3D ShaderLab开发实战详解》全面讲解了Unity Shader渲染的实战技术，全书分为五篇共33章，主要内容为：Shader在3D游戏中的作用、Shader的实例化、Shader的实现语言等；Unity中Shader的形态、SubShader的重要标签、可编程Shader、Surface Shader；Shader中用到的各种空间的概念和Shader中的投影矩阵；基本的光照模型；第一个被执行的Pass，包括渲染路径和Pass的LightMode标签；VertexLit渲染路径，包括顶点照明和Unity存放光源的方式；Forward渲染路径；基于光照贴图的烘焙照明；基于LightProbes的照明；平面阴影；球体阴影；体积阴影；映射阴影；内置的阴影；Pass的通用指令开关；固定管线；Surface Shader；凹凸材质；卡通材质；镜面材质；半透明材质；体积雾；Wrap Model新解；面积光；体积光；材质替代渲染；后期效果；地形；投影；Shader的组织和复用。和你必须知道的渲染概念及基于渲染路径的优化、移动平台上的优化等实战内容，是不可多得的实战教程。
　　《Unity 3D ShaderLab开发实战详解》适合移动开发者、游戏开发者、程序员阅读，可作为大专院校相关专业的师生用书，也可当作培训学校的教材。
目录:
目  录

第1篇  初识庐山真面目——Unity 3D Shader

第1章  Shader(着色器)的概念和在3D游戏中的作用　2
1．1  Shader的概念　2
1．1．1  虚拟世界中的光明和色彩　2
1．1．2  游戏开发人员的终点　2
1．1．3  Shader(着色器)简史　2
1．2  Shader的实例化　3
1．3  Shader的实现语言　3
1．3．1  GPU上的编程　3
1．3．2  Unity中的着色器编程　3

第2章  Unity中Shader(着色器)的形态　4
2．1  Unity通过ShaderLab来组织Shader　4
2．1．1  关键字Shader　4
2．1．2  使用SubShader组织Shader的不同实现　4
2．1．3  SubShader的重要标签　4
2．1．4  SubShader中的Pass块　5
2．1．5  Pass块的标签及其名字的意义　5
2．1．6  使用FallBack保证Shader的广泛适应性　6
2．2  Unity的ShaderLab所支持的Shader编程语言　6
2．3  Unity中Shader的3种形态　6
2．3．1  固定管线　6
2．3．2  可编程Shader　7
2．3．3  ShaderLab的骄傲：Surface Shader　8
2．4  Shader的数据接口：属性和uniform变量　8
2．4．1  在Properties块中定义属性　8
2．4．2  通过图形界面操作属性　9
2．4．3  通过脚本操控属性　9
2．4．4  矩阵：不能在属性块定义的变量　10
2．4．5  在Cg代码中使用属性　10

第3章  Shader(着色器)中用到的各种空间概念　11
3．1  模型空间　11
3．1．1  为什么用模型空间　11
3．1．2  在脚本和Shader中进出模型空间　11
3．2  世界坐标空间　11
3．2．1  统一表达：世界坐标空间　11
3．2．2  在脚本和Shader中进出世界坐标空间　12
3．3  视空间　12
3．3．1  渲染的需要：视空间　12
3．3．2  在脚本和Shader中进出视空间　12
3．4  空间的一块：视锥体　12
3．5  剪切空间　13
3．5．1  投影　13
3．5．2  脚本和Shader中的投影矩阵　13

第4章  基本的光照模型　14
4．1  光源对物体照明的分类　14
4．1．1  间接照明　14
4．1．2  直接照明　14
4．2  照明的计算方式：光照模型　14
4．2．1  漫反射和Lambert　14
4．2．2  镜面高光和Phong　15
4．2．3  半角向量和BlinnPhong　16

第2篇  让你的应用更炫彩——Unity中的照明

第5章  第一个被执行的Pass　18
5．1  不同的LightMode被选择的顺序　18
5．1．1  渲染路径和Pass的LightMode标签　18
5．1．2  设计可以检测渲染路径的材质　18
5．1．3  设计便于检测渲染路径的场景　21
5．1．4  VertexLit渲染路径下Pass的执行　21
5．1．5  Forward渲染路径下Pass的执行　21
5．1．6  Deferred渲染路径下Pass的执行　21
5．1．7  不同渲染路径下的Pass执行规则总结　22
5．2  3个渲染路径之外　22
5．2．1  LightMode的其他值　22
5．2．2  设计检测用的材质　23
5．2．3  Always类型的Pass在3种渲染路径下的执行　24
5．2．4  LightMode的默认值及其在3种渲染路径下的执行　25

第6章  VertexLit渲染路径　26
6．1  顶点照明　26
6．1．1  什么是顶点照明　26
6．1．2  存取光源的变量　26
6．2  顶点照明和Unity存放光源的第一种方式　27
6．2．1  用于调试输出的材质　27
6．2．2  设计用于检测的场景　27
6．2．3  在Vertex Pass中的检测结果　28
6．2．4  无效数据　28
6．3  顶点照明和Unity存放光源的第二种方式　29
6．3．1  用于调试输出的材质　29
6．3．2  设计用于检测的场景　30
6．3．3  在Vertex Pass中的检测结果　30
6．4  顶点照明和Unity存放光源的第三种方式　31
6．4．1  Unity为Vertex Pass准备的光源　31
6．4．2  设计用于检测的场景　31
6．4．3  顶点照明中的点光源　32
6．4．4  计算顶点照明的ShadeVertexLights函数　32
6．4．5  顶点照明中的Pixel光源　33
6．4．6  顶点照明中的平行光　33
6．4．7  顶点照明中的灯光信息小结　35
6．4．8  一个顶点照明的实现例子　35

第7章  Forward渲染路径　37
7．1  ForwardBase和ForwardAdd　37
7．1．1  设计检测用的场景和材质　37
7．1．2  ForwardBase和ForwardAdd的表现　39
7．2  Forward渲染路径下的重要光源　39
7．2．1  设计检测用的材质　39
7．2．2  不存在Pixel光源时的情况　40
7．2．3  存在Pixel平行光时的情况　40
7．2．4  存在Pixel点光源时的情况　40
7．2．5  有多种类型的Pixel光源时的情况　41
7．2．6  Forward渲染路径下的Pixel光源小结　41
7．3  重要光源在ForwardAdd内的执行　41
7．3．1  设计用来检测Pixel光源的材质　41
7．3．2  设计检测用的场景　44
7．3．3  检测结果：ForwardAdd如何被执行　44
7．4  ForwardBase和Unity存放光源的第一种方式　45
7．4．1  设计检测用的材质　45
7．4．2  第一种方式内的Vertex点光源　46
7．4．3  第一种方式内的平行光　46
7．4．4  第一种方式内的重要Pixel点光源　46
7．4．5  只有ForwardBase时的情况总结　47
7．4．6  ForwardAdd对ForwardBase内光源的影响　47
7．4．7  有ForwardAdd时存放光源数据第一种方式的总结　49
7．5  ForwardAdd和Unity存放光源的第一种方式　49
7．5．1  设计检测用的材质　49
7．5．2  设计检测用的场景　50
7．5．3  ForwardAdd内的Pixel光源　50
7．5．4  ForwardAdd内的平行光　51
7．5．5  数组变量unity_4LightPos的使用情况分析　51
7．6  Forward渲染路径和Unity存放光源的第三种方式　51
7．6．1  检测ForwardBase内情况的材质　51
7．6．2  检测结果：第三种方式不包含对ForwardBase有效的数据　52
7．6．3  检测结果：第三种方式不包含对ForwardAdd有效的数据　52
7．7  Forward渲染路径总结　53
7．7．1  Forward渲染路径下材质的适应性　53
7．7．2  Unity如何为Forward渲染路径设置光源　53

第8章  基于光照贴图的烘焙照明　54
8．1  单光照贴图和VertexLit渲染路径　54
8．1．1  测试烘焙的场景　54
8．1．2  烘焙场景中使用的材质　55
8．1．3  烘焙的前提：静态物体　55
8．1．4  如何在烘焙中使用自发光材质　55
8．1．5  烘焙之后静态物体和非静态物体的实时照明　57
8．1．6  应用光照贴图到VertexLit渲染路径下的材质中　57
8．1．7  通过自己的材质改变实时光源对烘焙后物体的照明　59
8．2  在效果和性能间进行权衡　60
8．2．1  影响全局的Resolution选项　60
8．2．2  影响单个物体的Scale In Lightmap选项　61
8．3  单光照贴图和Forward渲染路径　62
8．3．1  单光照贴图在VertexLit和Forward下面的不同表现　62
8．3．2  准备可应用于烘焙的自发光材质　62
8．3．3  在ForwardBase内计算光照贴图　64
8．3．4  Forward渲染路径下烘焙之后的实时照明　65
8．4  单光照贴图在Deferred渲染路径下的实时阴影　67
8．5  双光照贴图和Deferred渲染路径　67
8．5．1  全局GI、间接照明以及双光照贴图　67
8．5．2  混合双光照贴图和实时照明　67
8．5．3  观察混合过程　69
8．5．4  双光照贴图的使用限制　70
8．6  双光照贴图和Forward渲染路径　71
8．7  方向光照贴图和Forward渲染路径　71
8．7．1  烘焙后的凹凸问题　71
8．7．2  方向光照贴图(Direction Lightmaps)和凹凸贴图　72

第9章  基于LightProbes的照明　74
9．1  初识LightProbes　74
9．1．1  LightProbes照明的优点　74
9．1．2  检测LightProbes照明的场景　74
9．1．3  使用Light Probe Group进行管理　76
9．1．4  烘焙场景光照信息到LightProbes中　76
9．1．5  对比Light Probes照明和实时照明　77
9．2  放置LightProbes的注意事项　77
9．2．1  必须形成一个体积　77
9．2．2  单个Light Probe必须处于采样光源的照射范围　77
9．3  动态更新LightProbes　78
9．3．1  跟新数据的注意事项　78
9．3．2  更改不同通道的Coefficient　78
9．4  照明采样的Archor Override　79
9．4．1  基于线性插值的采样　79
9．4．2  改变默认的插值位置　79
9．5  LightProbes照明和阴影　80
9．5．1  LightProbes和光照贴图的异同　80
9．5．2  烘焙阴影时可能会犯的错误　80
9．5．3  将静态物体的阴影烘焙到Light Probe上　81
9．5．4  LightProbes照明和实时阴影的混合　82
9．6  烘焙一个色彩丰富的场景　82
9．7  在自己的材质中使用LightProbes　83
9．7．1  为Forward渲染路径的材质计算LightProbes　84
9．7．2  使用ShadeSH9函数　84
9．7．3  在一个Surface Shader中进行计算　85

第3篇  使应用更逼真——Shadows(阴影)

第10章  平面阴影　88
10．1  平行光对平面的投影　88
10．1．1  对平行光投影的考虑　88
10．1．2  进出阴影接受平面的矩阵　88
10．1．3  使用三角形相似计算阴影　89
10．2  点光源对平面的投影　90
10．3  阴影的淡出　91
10．3．1  有效利用计算平面阴影过程中的数据　91
10．3．2  潜在的问题　91

第11章  球体阴影　92
11．1  平行光对球体的投影　92
11．1．1  投影球体的信息　92
11．1．2  使用相似三角形计算投影　92
11．2  阴影的淡入/淡出　93
11．3  点光源对球体的投影　94

第12章  体积阴影　95
12．1  将顶点沿某一方向挤出　95
12．1．1  在Vertex函数中操作　95
12．1．2  判断顶点是向光还是背光　95
12．2  从Volumes中找到阴影区域　96
12．2．1  两次挤出　96
12．2．2  计算出阴影区域　97
12．2．3  渲染阴影　97
12．2．4  需要注意的问题　98

第13章  阴影映射　99
13．1  灯光空间和相机空间　99
13．1．1  观察两个空间　99
13．1．2  两个视角的Z深度　99
13．1．3  渲染Z深度的材质　99
13．2  投射Z深度　100
13．2．1  准备灯光视角的投影矩阵　100
13．2．2  在材质中计算投影后的Z深度　101
13．3  比较Z深度　103
13．3．1  比较Z深度的材质　103
13．3．2  Z精度引起的问题　104
13．3．3  增加Z的精度　104
13．3．4  对Z值进行偏移　105

第14章  内置的阴影　107
14．1  投射阴影　107
14．1．1  使用ShadowCaster投射阴影　107
14．1．2  ShadowCaster里都做了什么　108
14．1．3  写一个自己的ShadowCaster　108
14．1．4  改变ShadowCaster的行为　109
14．1．5  阴影和FallBack机制　110
14．2  接受阴影　111
14．3  Surface Shader和阴影　112
14．3．1  Surface Shader的阴影和Fallback　112
14．3．2  Surface Shader里的灯光参数和阴影　112
14．3．3  Surface Shader对Forward渲染路径下阴影的支持　112

第4篇  Unity中的各种Shader

第15章  Pass的通用指令开关　116
15．1  使用LOD在运行时决定材质　116
15．1．1  材质的LOD　116
15．1．2  运行时设定单个材质的LOD　116
15．1．3  设定全局所有材质的LOD　117
15．1．4  Unity内置的LOD层级　118
15．2  渲染队列　118
15．2．1  标签队列和渲染顺序　118
15．2．2  渲染队列和ZTest判断　120
15．2．3  Unity中内置的渲染队列　120
15．3  透明的产生　120
15．3．1  Alpha检测和8种比较条件　120
15．3．2  动态生成AlphaTest的材质　120
15．3．3  动态生成Shader的内容　121
15．3．4  结合AlphaTest和Blend操作　122
15．4  混合操作　123
15．4．1  什么是混合(Blend)操作　123
15．4．2  动态生成测试用的材质　123
15．4．3  生成Shader的代码　124
15．4．4  检测不同的混合操作　125
15．4．5  BlendOp选项　126
15．4．6  动态生成带BlendOp选项的材质　126
15．4．7  生成Shader的代码　127
15．4．8  检测BlendOp操作　127
15．5  使用通道遮罩(ColorMask)　128
15．5．1  ColorMask的作用　128
15．5．2  检测ColorMask　128
15．5．3  一个使用ColorMask的例子　129
15．6  ZTest(深度测试)　130
15．6．1  存取场景的ZTest　130
15．6．2  RenderType标签和生成ZTest的关联　130
15．6．3  内置RenderType的值　131
15．6．4  Forward渲染路径下的ZTest　131
15．6．5  Deferred渲染路径下的ZTest　132
15．7  对Z深度的偏移　134
15．7．1  干预正常ZTest的手段　134
15．7．2  动态改变Offset的参数　134
15．7．3  观察Offset在不同应用条件下的表现　135
15．8  面的剔除操作　135
15．9  自动贴图坐标的生成　136
15．9．1  ObjectLinear和等价的Cg代码　136
15．9．2  EyeLinear和等价的Cg代码　137
15．9．3  SphereMap和等价的Cg代码　138
15．9．4  CubeReflect和等价的Cg代码　139
15．9．5  CubeNormal和等价的Cg代码　139
15．10  抓屏操作　140
15．10．1  如何使用GrabPass　140
15．10．2  一个模拟曲面反射的例子　141
15．11  Fog(雾效)　142
15．11．1  Fog和Unity的3种实现　142
15．11．2  材质中对Fog的控制　142
15．11．3  实现自己的Fog　143

第16章  固定管线　146
16．1  Unity中固定管线的基本形态　146
16．1．1  基本形态　146
16．1．2  与照明相关的Material块　147
16．1．3  处理纹理的SetTexture块　147
16．1．4  基本形态的另一种写法　147
16．1．5  Combine语句　147
16．2  使用顶点色　148
16．2．1  使用ColorMaterial　148
16．2．2  使用Bind　148
16．3  在固定管线中使用光照贴图　149
16．4  嵌套Cg代码　149

第17章  Surface Shader　151
17．1  Surface Shader的适应性　151
17．1．1  一个分析策略　151
17．1．2  VertexLit渲染路径的检测材质　151
17．1．3  Forward渲染路径的检测材质　152
17．1．4  测试用的场景　153
17．1．5  检测结果：不独立支持VertexLit渲染路径　153
17．1．6  检测结果：对Forward渲染路径的有条件支持　153
17．2  Surface Shader和Deferred渲染路径　154
17．2．1  设计检测的策略和材质　154
17．2．2  检测结果：Surface Shader对Deferred渲染路径的支持条件　156
17．3  Forward渲染路径下的Surface Shader　157
17．3．1  Cg代码完全体　157
17．3．2  最简形式的等价Cg代码　158
17．3．3  Cg代码对光照贴图的支持　163
17．3．4  一个检测生成的ForwardBase场景　164
17．3．5  自动生成的ForwardAdd　165
17．3．6  参数noambient和novertexlights　168
17．3．7  参数approxview和halfasview　168
17．3．8  Forward渲染路径下的透明和混合模式参数　169
17．3．9  加强Forward渲染路径下效果的参数　171
17．4  Deferred渲染路径下的Surface Shader　174
17．4．1  自动生成的PrePassBase和PrePassFinal　174
17．4．2  PrePassBase都做了什么　177
17．4．3  _LightBuffer里面的东西　179
17．4．4  计算_LightBuffer所使用的材质　180
17．4．5  PrePassFinal的工作　185
17．4．6  FallBack和Surface Shader的阴影　186
17．4．7  精简用的参数　187
17．4．8  Vertex、finalcolor函数和addshadow选项　188
17．4．9  Deferred模式下的材质透明　188
17．4．10  decal参数　189

第18章  凹凸材质　190
18．1  切空间　190
18．2  凹凸贴图　190
18．2．1  计算到切空间的矩阵　190
18．2．2  Unity中法线贴图的压缩格式　191
18．2．3  使用切空间矩阵的另一种方法　191
18．2．4  Unity对切空间计算的支持　192
18．2．5  解压缩法线贴图的函数　193
18．2．6  在切空间中计算高光　193
18．2．7  Surface Shader和切空间　194
18．3  Parallax Mapping(视差映射)　194
18．3．1  Parallax Mapping及其别名　194
18．3．2  一个使用灰度图来偏移UV的材质　195
18．3．3  结合法线贴图　196
18．3．4  用视角来决定UV偏移　197
18．3．5  一个完整的实现　197
18．4  Relief Mapping(地势映射)　198
18．4．1  Parallax Mapping的极限和Relief Mapping的面世　198
18．4．2  Relief Mapping的算法　199
18．4．3  一个完整的实现　200

第19章  卡通材质　203
19．1  描边　203
19．1．1  沿法线挤出轮廓　203
19．1．2  容易产生的问题　204
19．1．3  在视空间中挤出　205
19．1．4  顶点位置的另一个含义　206
19．1．5  调和法线和顶点方向　207
19．1．6  判断顶点的指向　207
19．1．7  不仅仅是轮廓　208
19．1．8  通过Z偏移来描边　210
19．2  卡通着色　211
19．2．1  对光照进行离散化　211
19．2．2  使用2D贴图重新映射光照　213

第20章  镜面材质　215
20．1  镜像一个相机　215
20．1．1  镜子里的世界和我的计划　215
20．1．2  在脚本中对位置和角度进行镜像　215
20．2  使用镜像相机来渲染、投影　216
20．2．1  镜面材质的工作：采样被投影的渲染结果　216
20．2．2  脚本的工作：渲染镜像相机和设置投影矩阵　217
20．3  镜像相机的近剪切平面和倾斜矩阵　218
20．3．1  调节近剪切平面　218
20．3．2  使用倾斜矩阵微调视锥体　218

第21章  半透明材质　219
21．1  什么是半透明材质　219
21．2  用简单来表达复杂　219

第22章  体积雾　221
22．1  距离的表达：相对于背景的体积雾　221
22．1．1  需要计算的东西　221
22．1．2  使用一个Pass来完成所有的计算　221
22．1．3  黑色的雾效　222
22．2  厚度的表达：物体形体的体积雾　223
22．2．1  必须计算的两个数据　223
22．2．2  在Unity中使用一个Pass来完成所有计算　223

第23章  Wrap Model新解　226
23．1  一个可调节的Wrap光照模型　226
23．2  另一种实现途径　226
23．2．1  基于不同构想的Wrap　226
23．2．2  实现这种构想　227
23．2．3  进一步的变通　227

第24章  面积光　228
24．1  线光源　228
24．1．1  点，线，面　228
24．1．2  如何理解一个线光源　228
24．1．3  通过脚本传递线光源的几何信息　228
24．1．4  计算线光源的照明　229
24．1．5  线光源的辐射方向　230
24．1．6  线光源的衰减　230
24．2  面积光源　231
24．2．1  面积光和线光源的不同　231
24．2．2  通过脚本设定面积光的几何特性　231
24．2．3  计算面积光　232
24．2．4  和默认照明的整合　234

第25章  体积光　235
25．1  体积光和体积阴影　235
25．1．1  什么是体积光　235
25．1．2  体积光和体积阴影的关系　235
25．2  实现体积光　235
25．2．1  在Shader中表现体积光　235
25．2．2  脚本的帮助　236

第26章  材质替代渲染　238
26．1  相机(Camera)和渲染消息　238
26．1．1  相机的渲染消息发送顺序　238
26．1．2  物体的渲染消息发送顺序　239
26．1．3  相机和物体的渲染消息先后顺序　240
26．1．4  存在两个相机时的渲染消息　240
26．1．5  最后能改变Cull操作结果的地方　241
26．1．6  最后能设置材质数据的地方　241
26．2  相机(Camera)的渲染方法　242
26．2．1  Render方法　242
26．2．2  RenderWithShader方法　243
26．3  如何使用RenderWithShader方法　245
26．3．1  标签值不同的5个Shader　245
26．3．2  调用RenderWithShader方法的脚本　246
26．3．3  替换用的5个材质　247
26．3．4  检测RenderWithShader方法的效果　248
26．3．5  使用SubShader组织替代材质　249
26．3．6  如何设置替代材质的属性　249
26．3．7  将结果输出到屏幕上　250
26．4  SetReplacementShader和ResetReplacementShader　251

第27章  后期效果　252
27．1  Graphics的两个方法　252
27．1．1  与相机渲染方法的不同之处　252
27．1．2  Blit方法的简单示例　252
27．1．3  使用BlitMultiTap方法进行多重采样　254
27．2  一个简单的调色　257
27．2．1  调色用的脚本　257
27．2．2  调色用的材质　258
27．2．3  更高效的做法　259
27．3  景深　261
27．3．1  用于模糊图像的材质　261
27．3．2  进行纵横两次模糊操作　262
27．3．3  进行混合操作的脚本　263
27．3．4  进行混合操作的材质　263
27．3．5  提供一个可调节参数　264
27．4  轮廓检测　265
27．4．1  用脚本索要场景的Z深度和法线　265
27．4．2  在材质中进行边缘检测　265
27．5  扭曲　267
27．5．1  通过UV操作扭曲图像　267
27．5．2  限定扭曲的区域　268
27．5．3  使用物体来做遮罩　268
27．6  运动模糊　271
27．6．1  如何记录运动轨迹　271
27．6．2  实现运动模糊的材质　271
27．6．3  用于完成整个过程的脚本　272
27．6．4  通过Alpha和帧的混合操作实现运动模糊　273
27．7  噪波　273
27．7．1  根据Z深度来混合噪波　274
27．7．2  根据明暗程度来混合噪波　274
27．8  色彩的溢出　275
27．8．1  色彩溢出的算法考量　276
27．8．2  实现色彩溢出的采样计算　276

第28章  地形　278
28．1  地表的材质　278
28．1．1  地面纹理的控制贴图　278
28．1．2  如何自定义地表材质　279
28．1．3  如何使用更多的纹理贴图　280
28．2  花草的材质　280
28．2．1  非Billboard类型花草的材质　281
28．2．2  Terrain引擎传入的数据　282
28．2．3  Billboard类型花草的材质　282
28．2．4  自定义Detail Mesh的材质　283
28．3  树木的材质　283
28．3．1  树木的2D Billboard材质　283
28．3．2  3D形态树木的材质　284
28．3．3  应用Unity计算的Occlusion　286

第29章  投影　288
29．1  Unity的Projector　288
29．1．1  Projector中的材质被执行的顺序　288
29．1．2  如何写Projector使用的材质　288
29．1．3  控制投影淡进淡出的矩阵　289
29．2  实现自己的投影　290
29．2．1  设定投影矩阵的脚本　290
29．2．2  采样投影的材质　291
29．2．3  直接投影到屏幕上　292
29．2．4  模拟GUITexture　293
29．3  模拟粒子的广告牌效果　294
29．3．1  使用材质将物体面向相机　294
29．3．2  保持旋转角度　295

第5篇  Shader的组织和优化

第30章  Shader的组织和复用　298
30．1  cginc文件　298
30．1．1  Unity的UnityCG．cginc文件　298
30．1．2  定义自己的cginc文件　298
30．1．3  使用自定义的cginc文件　299
30．2  通过UsePass来复用　300
30．2．1  定义自己要复用的Pass　300
30．2．2  复用这些Pass　301
30．3  定义自己的Shader关键字　301
30．3．1  使用关键字改变Shader的行为　301
30．3．2  定义自己的Shader关键字　301
30．4  使用multi_compile编译Shader的多个版本　302
30．4．1  使用multi_compile实现多次编译　302
30．4．2  在脚本中选择Shader的版本　302
30．5  Unity对DX11支持所带来的问题　303

第31章  你必须知道的渲染概念　304
31．1  逐顶点计算和逐像素计算　304
31．1．1  逐顶点计算　304
31．1．2  逐像素计算　304
31．1．3  如何在这两个概念中取舍　304
31．2  Draw Call的指标意义　304
31．2．1  Draw Call的概念　304
31．2．2  正确理解Draw Call对你开发应用的意义　304
31．2．3  Batching的概念和Unity为优化Draw Call所做的工作　305
31．2．4  优化Draw Call　305
31．3  利用渲染队列的技巧　305
31．3．1  渲染队列的概念　305
31．3．2  设置Render Queue的技巧　305

第32章  基于渲染路径的优化　306
32．1  VertexLit渲染路径下的优化　306
32．1．1  VertexLit渲染路径的特点　306
32．1．2  合理的光照计算　306
32．2  Forward渲染路径下的优化　306
32．2．1  Forward渲染路径的特点　306
32．2．2  合理的光照计算　306
32．3  Deferred渲染路径下的优化　307
32．3．1  Deferred渲染路径的特点　307
32．3．2  合理的灯光布局　307

第33章  移动平台上的优化　308
33．1  移动平台的特点　308
33．2  一些指令的运算速度概念　308
33．3  几何复杂度的考量　308
33．4  贴图的问题　309
33．5  数据类型的使用方式　309
33．6  变量的使用　310
33．7  慎用后期效果　310
33．8  慎用透明效果　310

附录  相关资源　311

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