Version: 2018.4
内置着色器 helper 函数
编写多个着色器程序变体

内置着色器变量

Unity 为着色器提供了一些内置的全局变量:当前对象的变换矩阵、光源参数、当前时间等等。就像任何其他变量一样,可在着色器程序中使用这些变量,唯一的区别是不必声明它们,因为它们都是在自动包含的 UnityShaderVariables.cginc include 文件中声明的。

变换

所有这些矩阵都是 float4x4 类型。

名称
UNITY_MATRIX_MVP 当前模型 * 视图 * 投影矩阵。
UNITY_MATRIX_MV 当前模型 * 视图矩阵。
UNITY_MATRIX_V 当前视图矩阵。
UNITY_MATRIX_P 当前投影矩阵。
UNITY_MATRIX_VP 当前视图 * 投影矩阵。
UNITY_MATRIX_T_MV 模型转置 * 视图矩阵。
UNITY_MATRIX_IT_MV 模型逆转置 * 视图矩阵。
unity_ObjectToWorld 当前模型矩阵。
unity_WorldToObject 当前世界矩阵的逆矩阵。

摄像机和屏幕

这些变量将对应于正在渲染的摄像机。例如,在阴影贴图渲染中, 它们仍将引用摄像机组件值,而不是用于阴影贴图投影的“虚拟摄像机”。

名称 类型
_WorldSpaceCameraPos float3 摄像机的世界空间位置。
_ProjectionParams float4 x 是 1.0(如果当前使用翻转投影矩阵进行渲染,则为 –1.0),y 是摄像机的近平面,z 是摄像机的远平面,w 是远平面的倒数。
_ScreenParams float4 x 是摄像机目标纹理的宽度(以像素为单位),y 是摄像机目标纹理的高度(以像素为单位),z 是 1.0 + 1.0/宽度,w 为 1.0 + 1.0/高度。
_ZBufferParams float4 用于线性化 Z 缓冲区值。x 是 (1-远/近),y 是 (远/近),z 是 (x/远),w 是 (y/远)。
unity_OrthoParams float4 x 是正交摄像机的宽度,y 是正交摄像机的高度,z 未使用,w 在摄像机为正交模式时是 1.0,而在摄像机为透视模式时是 0.0。
unity_CameraProjection float4x4 摄像机的投影矩阵。
unity_CameraInvProjection float4x4 摄像机投影矩阵的逆矩阵。
unity_CameraWorldClipPlanes[6] float4 摄像机视锥体平面世界空间方程,按以下顺序:左、右、底、顶、近、远。

时间

名称 类型
_Time float4 自关卡加载以来的时间 (t/20, t, t*2, t*3),用于将着色器中的内容动画化。
_SinTime float4 时间正弦:(t/8, t/4, t/2, t)。
_CosTime float4 时间余弦:(t/8, t/4, t/2, t)。
unity_DeltaTime float4 增量时间:(dt, 1/dt, smoothDt, 1/smoothDt)。

光照

光源参数以不同的方式传递给着色器,具体取决于使用哪个渲染路径, 以及着色器中使用哪种光源模式通道标签

前向渲染ForwardBaseForwardAdd 通道类型):

名称 类型
_LightColor0(在 Lighting.cginc 中声明) fixed4 光源颜色。
_WorldSpaceLightPos0 float4 方向光:(世界空间方向,0)。其他光源:(世界空间位置,1)。
_LightMatrix0(在 AutoLight.cginc 中声明) float4x4 世界/光源矩阵。用于对剪影和衰减纹理进行采样。
unity_4LightPosX0、unity_4LightPosY0、unity_4LightPosZ0 float4 (仅限 ForwardBase 通道)前四个非重要点光源的世界空间位置。
unity_4LightAtten0 float4 (仅限 ForwardBase 通道)前四个非重要点光源的衰减因子。
unity_LightColor half4[4] (仅限 ForwardBase 通道)前四个非重要点光源的颜色。
unity_WorldToShadow float4x4[4] 世界/阴影矩阵。聚光灯的一个矩阵,方向光级联最多有四个矩阵。

延迟着色和延迟光照,在光照通道着色器中使用(全部在 UnityDeferredLibrary.cginc 中声明):

名称 类型
_LightColor float4 光源颜色。
_LightMatrix0 float4x4 世界/光源矩阵。用于对剪影和衰减纹理进行采样。
unity_WorldToShadow float4x4[4] 世界/阴影矩阵。聚光灯的一个矩阵,方向光级联最多有四个矩阵。

ForwardBasePrePassFinalDeferred 通道类型设置了球谐函数系数 (由环境光和光照探针使用)。这些系数包含由世界空间法线求值的三阶 SH 函数(请参阅 UnityCG.cginc 中的 ShadeSH9)。 这些变量都是 half4 类型、unity_SHAr 和类似名称。

顶点光照渲染Vertex 通道类型):

最多可为 Vertex 通道类型设置 8 个光源;始终从最亮的光源开始排序。因此,如果您希望 一次渲染受两个光源影响的对象,可直接采用数组中前两个条目。如果影响对象 的光源数量少于 8,则其余光源的颜色将设置为黑色。

名称 类型
unity_LightColor half4[8] 光源颜色。
unity_LightPosition float4[8] 视图空间光源位置。方向光为 (-direction,0);点光源/聚光灯为 (position,1)。
unity_LightAtten half4[8] 光源衰减因子。x 是 cos(spotAngle/2) 或 –1(非聚光灯);_y_ 是1/cos(spotAngle/4) 或 1(非聚光灯);_z_ 是二次衰减;_w_ 是平方光源范围。
unity_SpotDirection float4[8] 视图空间聚光灯位置;非聚光灯为 (0,0,1,0)。

雾效和环境光

名称 类型
unity_AmbientSky fixed4 梯度环境光照情况下的天空环境光照颜色。
unity_AmbientEquator fixed4 梯度环境光照情况下的赤道环境光照颜色。
unity_AmbientGround fixed4 梯度环境光照情况下的地面环境光照颜色。
UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT fixed4 环境光照颜色(梯度环境情况下的天空颜色)。旧版变量。
unity_FogColor fixed4 雾效颜色。
unity_FogParams float4 用于雾效计算的参数:(density / sqrt(ln(2))、density / ln(2)、–1/(end-start) 和 end/(end-start))。x 对于 Exp2 雾模式很有用;_y_ 对于 Exp 模式很有用,_z_ 和 w 对于 Linear 模式很有用。

其他

名称 类型
unity_LODFade float4 使用 LODGroup 时的细节级别淡入淡出。x 为淡入淡出(0 到 1),_y_ 为量化为 16 级的淡入淡出,_z_ 和 w 未使用。
_TextureSampleAdd float4 根据所使用的纹理是 Alpha8 格式(值设置为 (1,1,1,0))还是不是该格式(值设置为 (0,0,0,0))由 Unity 仅针对 UI 自动设置。
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