这是关于渲染的系列教程的第十部分。上一次,我们使用了多个纹理来创建复杂的材质。这次我们再增加一些复杂度,并且还支持多材质编辑。
这是关于渲染的系列教程的第十一部分。之前,我们使着色器能够渲染复杂的材质。但是这些材质一直都是完全不透明的。现在,我们将添加对透明度的支持。
(温馨提示:本系列知识是循序渐进的,推荐第一次阅读的同学从第一章看起,链接在文章底部)
这是有关创建自定义脚本渲染管线的系列教程的第15部分。我们将基于颜色和深度纹理来创建基于深度的淡入和扭曲粒子。
这是关于渲染的系列教程的第17部分。上次,我们通过光照贴图增加了对静态照明的支持。现在,我们将烘焙和实时照明的功能相结合。
这是渲染系列的第二篇文章,第一篇讲述的是矩阵,这次我们会写我们的第一个Shader并且导入一张纹理。
这是关于渲染的系列教程的第12部分。在上一部分中,我们实现啦渲染半透明表面,但是尚未覆盖它们的阴影。现在,我们来解决这个问题。
这是涵盖Unity的可脚本化渲染管道的教程系列的第十期。它增加了对交叉过渡LOD组和着色器变体剥离的支持。
这是自定义可编程渲染管线的第六篇。使用阴影遮罩来烘焙阴影,并且将其加入到实时光的计算中。
这是渲染系列的第三篇文章,上一节介绍了着色器和纹理。我们已经看到了如何使用单一的纹理制作一个用平坦的表面完成的复杂显示的例子,现在我们更进一步,一次同时使用多个。
这是涵盖Unity的可编写脚本的渲染管道的系列教程的第九部分。它涉及将实时照明与烘焙阴影结合在一起,在减法照明的情况下,将烘焙照明与实时阴影结合起来。
要绘制物体,CPU需要告诉GPU应该绘制什么和如何绘制。通常我们用Mesh来决定绘制什么。而如何绘制是由着色器控制的,着色器实际上就是一组GPU的指令。除了Mesh之外,着色器还需要很多其他的信息来协同完成它的工作,比如对象的transform矩阵和材质属性等。
这是关于渲染的系列教程的第16部分。上次,我们渲染了自己的延迟灯光。在这一部分中,我们转到灯光贴图上来。
这是有关创建自定义可脚本渲染管道的系列教程的第13部分。这次,我们将添加各种用于颜色分级的工具。
这是渲染教程系列的第14篇文章。上一章我们介绍了延迟着色,这次我们把雾效果添加到场景中。
小插曲:看到具体数学冷汗直冒,细一看,嗷不是那本书呀。《具体数学》:别听《Unity Shader入门精要》里面说什么程序员的三大浪漫,真程序员就该手撕《具体数学》!
本文介绍了Unity引擎在移动游戏开发中的性能优化方案,包括CPU、GPU、内存、渲染、加载等方面的优化。通过优化代码、减少资源、使用LOD系统、避免使用动态对象、及时释放不再使用的资源等方法,可以提高游戏的性能和稳定性。
在上一篇文章《Unity3D学习笔记2——绘制一个带纹理的面》中介绍了如何绘制一个带纹理材质的面,并且通过调整光照,使得材质生效(变亮)。不过,上篇文章隐藏了一个很重要的细节——Unity Shader。Shader(着色器)是渲染管线中可被用户编程的阶段,依靠着色器可以控制渲染管线的细节。现代图像渲染技术,都把Shader封装成与Material(材质)相关的组件。所以这篇文章,我们就初步学习下在Unity中使用Shader。
这是关于渲染的系列教程的第四部分。上一部分是关于组合纹理的。这次,我们将研究如何计算光照。
这是有关渲染的系列教程的第20部分。上一部分介绍了GPU实例化。在这一部分中,我们将添加到目前为止尚不支持的标准着色器的最后一部分,即视差贴图。
Unity Shader定义了渲染所需的各种代码、属性和指令;材质则允许我们调整这些属性,并将其最终赋给相应的模型。 通俗讲就是:Shader制定了渲染的规则,材质是让这个物体在这个规则下调整渲染效果。
在开始学习Shader Graph之前,要先了解一下什么是 渲染管线(Render Pipline)。
这是关于渲染的系列教程的第15部分。在上一部分中,我们添加了雾。现在,我们将创建自己的延迟光照。
翻译自https://github.com/CyberAgentGameEntertainment/UnityPerformanceTuningBible/ 本章介绍围绕Unity图形功能的调整实践。
UnityObjectToClipPos(v.vertex); 最基本的顶点变换,模型空间 ==》裁剪空间 mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex); 顶点:模型空间 ==》世界空间,多用于顶点着色器 UnityObjectToWorldNormal(v.normal); 法线:模型空间 ==》世界空间,多用于顶点着色器,float3(归一化后fixed3) UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos.xyz); 仅前向渲染,世界空间顶点位置 ==》世界空间光源方向,多用于片元着色器,一般会顺带归一化(fixed3) UnityWorldSpaceViewDir(i.worldPos.xyz); 世界空间顶点位置 ==》世界空间视线方向,多用于片元着色器,一般会顺带归一化(fixed3) P.S.一般[0,1]范围内的尽量用低精度fixed类型,如单位矢量,颜色等 Tags{"lightmode"="forwardbase"}(字符串不区分大小写,编译时会自动转为所有字母大写) 指示光照模型为前向渲染的基本模式 #include "UnityCG.cginc"(字符串不区分大小写,编译时会自动转为所有字母大写) 包含大量基本内置函数,宏等,一般自带 #include "lighting.cginc"(字符串不区分大小写,编译时会自动转为所有字母大写) 包含基本光照属性,如 _LightColor0 UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT(使用大写) 环境光,一般取前三个分量rgb(xyz);基本光照模型需要有环境光,漫反射,高光等 基本纹理&法线贴图: TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex); 基本纹理变换,用于顶点着色器,相当于v.uv*_MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw;(其中xy存缩放,zw存偏移,对应面板参数);_MainTex_ST需额外定义 tex2D(_MainTex, i.uv); 基本纹理采样,用于片元着色器;一般会定义染色属性并与之相乘得到反射率(albedo),反射率作为环境光和漫反射计算的因子 UnpackNormalWithScale(packedNormal, _BumpScale); 反映射法线贴图采样结果得到顶点空间中的法线方向,同时计算凹凸映射的缩放;packedNormal为法线贴图直接采样结果,_BumpScale为凹凸缩放值;法线贴图必须进行导入设置为Normal Map UnityObjectToWorldDir(v.tangent.xyz); 方向(切线):模型空间 ==》世界空间,多用于顶点着色器 cross(worldNormal, worldTangent)*v.tangent.w 计算副法线,cross(,)两个向量叉积,用于得知两个坐标轴求第三个坐标轴朝向,w控制朝向的正负;知道三个朝向就可以构造变换矩阵了 TANGENT_SPACE_ROTATION 得到从模型空间到顶点空间的变换矩阵rotation,随后可直接进行如下计算,例如: mul(rotation, ObjSpaceLightDir(v.vertex)); 模型空间顶点位置 ==》模型空间光源方向==》顶点空间光源方向 mul(rotation, ObjSpaceViewDir(v.vertex)); 模型空间顶点位置 ==》模型空间视线方向==》顶点空间视线方向 多光源&前向渲染&光照衰减: Tags{"lightmode"="forwardbase"}(第一个Pass,全局性通用计算,只计算一次,不用开启混合) Tags{"lightmode"="forwardadd"}(第二个Pass,根据光源数目不同可能多次计算,需开启混合) 前向渲染的两种标签,分别位于不同的两个Pass,指示每个Pass的光照模式 #pragma multi_compile_fwdbase #pragma multi_compile_fwdadd 前向渲染的两种指令,只有每个Pass配置正确指令才可能得到正确的光照变量,如光照衰减值 UNITY_LIGHT_ATTENUATION(atten, i, i.worldPos.xyz); 用于第二个Pass分别计算每个光源的衰减,atten为输出的衰减值,i为片元着色器的输入结构体,其内部数学运算根据各个光照的类型不同复杂度不一,具体可参考:https://github.com/candycat1992/Unity_Shaders_Book/issues/47 接收投影: SHADOW_COORDS(idx) 声明阴影纹理采样的坐标,用于顶点着色器输出结构体,idx为下一个可用插值寄存器(TEXCOORD)的索引值 TRANSFER_SHADOW(o); 用于在顶点着色器
执行纹理映射的通常方法是使用网格中每个顶点存储的UV坐标。但这不是唯一的方法。有时,没有可用的UV坐标。例如,当使用任意形状的过程几何时。在运行时创建地形或洞穴系统时,通常无法为适当的纹理展开生成UV坐标。在这些情况下,我们必须使用另一种方式将纹理映射到我们的表面上。其中一种方法是三向贴图。
这是有关创建自定义可编程渲染管道的系列教程的第八部分。通过增加对遮罩,细节和法线贴图的支持,可以创建复杂的表面。
Quixel Bridge mac版是一款纹理材质贴图扫描软件,可以配合虚幻引擎4打造真实的森林场景,还提供庞大的在线贴图材质数据库,全都是通过真实世界的扫描获得,支持浏览,批量下载并批量导出Megascans资产到Unreal Engine 4,Unity,Marmoset Toolbag 3,3ds Max和maya。
本篇博客主要为个人学习所编写读书笔记,不用于任何商业用途,以及不允许任何人以任何形式进行转载。 本篇博客会补充一些扩展内容(例如其他博客链接)。 本篇博客还会提供一些边读边做的效果截图。文章内所有数学公式都由Latex在线编辑器生成。 本篇博客主要提供一个“glance”,知识点的总结。如有需要请到书店购买正版。 博客提及所有官方文档基于2022.2版本,博客会更新一些书中的旧的知识点到2022.2版本。 如有不对之处欢迎指正。 我创建了一个游戏制作交流群:637959304 进群密码:(CSGO的拆包密
Shader(着色器)实际上就是一小段程序,它负责将输入的Mesh(网格)以指定的方式和输入的贴图或者颜色等组合作用,然后输出。绘图单元可以依据这个输出来将图像绘制到屏幕上。输入的贴图或者颜色等,加上对应的Shader,以及对Shader的特定的参数设置,将这些内容(Shader及输入参数)打包存储在一起,得到的就是一个Material(材质)。之后,我们便可以将材质赋予合适的renderer(渲染器)来进行渲染(输出)了。 所以说Shader并没有什么特别神奇的,它只是一段规定好输入(颜色,贴图等)和输出(渲染器能够读懂的点和颜色的对应关系)的程序。而Shader开发者要做的就是根据输入,进行计算变换,产生输出而已。
着色器:本身就是一段代码,专业性非常强的代码。就是指着色器有哪些输入。这些子着色器由运行的平台选择。它包含:1.属性定义、2.多个或者至少一个子着色器、3.还有一个处理后的结果即回滚。而回滚就是计算着色时,用来处理所有的子着色器不能运行的情况。
这是涵盖Unity的可脚本化渲染管道的教程系列的第11部分。它涵盖了后处理堆栈的创建。
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
作 者 陈星百,腾讯移动客户端开发 工程师 商业转载请联系腾讯WeTest获得授权,非商业转载请注明出处。 WeTest 导读 做了大概半年多VR应用了,VR由于双眼double渲染的原因,对性能的优化要求比较高,在项目的进展过程中,总结了一些关于移动平台上Unity3D的性能优化经验,供分享。 一 移动平台硬件架构 移动平台无论是Android 还是 IOS 用的都是统一内存架构,GPU和CPU共享一个物理内存,通常我们有“显存”和“内存”两种叫法,可以认为是这块物理内存的所有者不同,当这段映射到cp
这是关于渲染的系列教程的第13部分。上一部分涵盖了半透明阴影。现在我们来看一下延迟着色。
这是流体材质的第二篇,继上一篇纹理变形之后,讲述如何对齐流体而不再是将它们进行扭曲。
如果液体不动时,在视觉上是无法与固体区分开的。你看的到底是水,果冻还是玻璃杯呢?水池是结冰的吗?但可以肯定的是,如果干扰它并观察它是否会变形,以及变形多少就可以区分。仅从创建上看起来像流体的材质是远远不够的,实际上它必须要能动起来。否则,它就是看起来像是水的玻璃雕塑或已经结冰的水。当然,这对于一张照片来说已经足够了,但对于电影或游戏来说远远足够。
而这个结构体的用法,其实就是对这些需要用到的成员变量在surf函数中赋一下值,比如说这样: [cpp] view plain copy
这是有关创建自定义脚本渲染管道的系列教程的第14部分。这次,我们重新考虑了使用多个摄像机的渲染,现在添加了post FX。
前言 设计师需求中3D视觉平移到互动H5中的项目越来越多,three.js和PBR工作流的结合却一直没有被系统化地整理。 和各位前端神仙一起做项目,也一起磕磕碰碰出了爱与痛的领悟。小小总结,希望3D去往H5的道路天堑变通途。 本手册主要分为两大部分: Part 1 理论篇:主要让设计师了解计算机到底是如何理解和实时渲染我们设计的3D项目,以及three.js材质和预期材质的对应关系。 Part 2 实践篇:基于three.js的实现性,提供场景、材质贴图的制作思路、以及gltf工作流,并动态讨论项目常
LightMap:就是指在三维软件⾥实现打好光,然后渲染把场景各表⾯的光照输出到贴图上,最后⼜通过引擎贴到场景上,这样就使物体有了光照的感觉。
Project窗口下的Assets文件夹下,就是用来存放资源的,为了方便,会使用文件夹的方式来对资源进行管理。但是也有一些特殊文件夹
当进行物体渲染时,表面和灯光信息足以计算光照。但是在两者之间可能存在某些阻碍光线的东西,导致在我们需要渲染的表面上投射了阴影。为了使阴影能够正常表现,就必须以某种方式让着色器知道阴影对象。这有很多种方法可以实现, 最常见的方法是生成一个阴影贴图,该贴图存储光在击中表面之前离开其源的距离。任何在同一个方向上更远的距离都不能被同一个光源照亮。Unity的RP使用这种方法,我们也会这样做。
官方示例原文地址:https://docs.unity3d.com/Manual/SL-SurfaceShaderExamples.html
这是有关创建自定义脚本渲染管道的系列教程的第七部分。它涵盖了详细的层次结构(LOD)和简单的反射,可以为场景添加细节。
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