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Shader经验分享

流水线 1.应用阶段:(CPU)输出渲染图元,粗粒度剔除等 比如完全不在相机范围内的需要剔除,文件系统的粒子系统实现就用到粗粒度剔除。 2.几何阶段:(GPU)把顶点坐标转换到屏幕空间,包含了模型空间 到世界空间 到观察空间(相机视角view) 到齐次裁剪空间(投影project2维空间,四维矩阵,通过-w<x<w判断是否在裁剪空间) 到归一化设备坐标NDC(四维矩阵通过齐次除法,齐次坐标的w除以xyz实现归一化) 到屏幕空间(通过屏幕宽高和归一化坐标计算)。 a.顶点着色器:坐标变换和逐顶点光照,将顶点空间转换到齐次裁剪空间。 b.曲面细分着色器:可选 c.几何着色器:可选 d.裁剪:通过齐次裁剪坐标的-w<x<w判断不在视野范围内的部分或者全部裁剪,归一化。 e.屏幕映射:把NDC坐标转换为屏幕坐标 3.光栅化阶段:(GPU)把几何阶段传来的数据来产生屏幕上的像素,计算每个图元覆盖了哪些像素,计算他们的颜色、 a.三角形设置:计算网格的三角形表达式 b.三角形遍历:检查每个像素是否被网格覆盖,被覆盖就生成一个片元。 c.片元着色器:对片元进行渲染操作 d.逐片元操作:模板测试,深度测试 混合等 e.屏幕图像 ------------------------------------------------------- 矩阵: M*A=A*M的转置(M是矩阵,A是向量,该公式不适合矩阵与矩阵) 坐标转换: o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);顶点位置模型空间到齐次空间 o.worldNormal = mul((float3x3)_Object2World,v.normal);//游戏中正常的法向量转换,转换后法向量可能不与原切线垂直,但是不影响游戏显示,而且大部分显示也是差不多的。一般用这个就行了。 o.worldNormal = mul(v.normal, (float3x3)_World2Object);顶点法向量从模型空间转换到世界空间的精确算法,公式是用_Object2World该矩阵的逆转置矩阵去转换法线。然后通过换算得到该行。 ------------------------------------------------------- API: UNITY_MATRIX_MVP 将顶点方向矢量从模型空间变换到裁剪空间 UNITY_MATRIX_MV 将顶点方向矢量从模型空间变换到观察空间 UNITY_MATRIX_V 将顶点方向矢量从世界空间变换到观察空间 UNITY_MATRIX_P 将顶点方向矢量从观察空间变换到裁剪空间 UNITY_MATRIX_VP 将顶点方向矢量从世界空间变换到裁剪空间 UNITY_MATRIX_T_MV UNITY_MATRIX_MV的转置矩阵 UNITY_MATRIX_IT_MV UNITY_MATRIX_MV的逆转置矩阵,用于将法线从模型空间转换到观察空间 _Object2World将顶点方向矢量从模型空间变换到世界空间,矩阵。 _World2Object将顶点方向矢量从世界空间变换到模型空间,矩阵。 模型空间到世界空间的矩阵简称M矩阵,世界空间到View空间的矩阵简称V矩阵,View到Project空间的矩阵简称P矩阵。 --------------------------------------------- _WorldSpaceCameraPos该摄像机在世界空间中的坐标 _ProjectionParams _ScreenParams _ZBufferParams unity_OrthoParams unity_Cameraprojection unity_CameraInvProjection unity_CameraWorldClipPlanes[6]摄像机在世界坐标下的6个裁剪面,分别是左右上下近远、 ---------------------------- 1.表面着色器 void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {}表面着色器,unity特殊封装的着色器 Input IN:可以引用外部定义输入参数 inout SurfaceOutput o:输出参数 struct SurfaceOutput//普通光照 { half3 Albedo;//纹理,反射率,是漫反射的颜色值 half3 Normal;//法线坐标 half3 Emission;//自发光颜色 half Specular;//高光,镜面反射系数 half Gloss;//光泽度 half Alpha;//alpha通道 } 基于物理的光照模型:金属工作流Surfa

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