Version: Unity 6.0 (6000.0)
语言 : 中文
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将顶点数据输入至着色器

对 Cg/HLSL 顶点程序而言,网格顶点数据会作为输入传递给顶点着色器函数。所有输入都需要具有指定的语义:例如,POSITION 输入表示顶点位置,NORMAL 表示顶点法线。

通常而言,顶点数据输入是在结构中声明的,而不是被逐个列出。

输入内置顶点结构

UnityCG.cginc include文件中定义了几个常用的顶点结构,在大多数情况下仅使用它们就足够了。这些结构如下:

  • appdata_base:位置、法线和一个纹理坐标。
  • appdata_tan:位置、切线、法线和一个纹理坐标。
  • appdata_full:位置、切线、法线、四个纹理坐标和颜色。
  • appdata_img: 顶点着色器输入,包含位置和一个纹理坐标。

示例

此着色器会根据法线为网格着色,并使用 appdata_base 作为顶点程序的输入:

Shader "VertexInputSimple" {
    SubShader {
        Pass {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "UnityCG.cginc"
         
            struct v2f {
                float4 pos : SV_POSITION;
                fixed4 color : COLOR;
            };
            
            v2f vert (appdata_base v)
            {
                v2f o;
                o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.color.xyz = v.normal * 0.5 + 0.5;
                o.color.w = 1.0;
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target { return i.color; }
            ENDCG
        }
    } 
}

输入自定义顶点结构

要访问不同的顶点数据,您需要自己声明顶点结构,或者将输入参数添加到顶点着色器。顶点数据由 Cg/HLSL 语义标识,且必须来自以下列表:

  • POSITION 是顶点的位置,通常为 float3float4
  • NORMAL 是顶点法线,通常为 float3
  • TEXCOORD0 是第一个 UV 坐标,通常为 float2float3float4
  • TEXCOORD1TEXCOORD2TEXCOORD3 分别是第 2、第 3 和第 4 个 UV 坐标。
  • TANGENT 是切线矢量(用于法线贴图),通常为 float4
  • COLOR 是逐顶点颜色,通常为 float4

当网格数据包含的分量少于顶点着色器输入所需的分量时,其余部分会用零填充,但默认值为 1 的 .w 分量除外。例如,网格纹理坐标通常是仅包含 x 和 y 分量的 2D 矢量。如果顶点着色器使用 TEXCOORD0 语义声明一个 float4 输入,则顶点着色器接收的值将包含 (x,y,0,1)。

为获得最佳的跨平台支持,请将顶点输出和片元输入标记为 TEXCOORDn 语义。

Unity 还支持以下项目:

  • VPOS - 当前渲染的像素的位置。着色器必须具有 #pragma target 3.0 编译指令,并且应将剪辑空间的位置输出为单独的“out”变量。为实现最大的可移植性,请使用 UNITY_VPOS_TYPE 类型,在大多数平台上为 float4
  • VFACE - 渲染表面是面向摄像机还是远离摄像机。着色器必须具有 #pragma target 3.0 编译指令。
  • SV_VertexID - 正在被处理的顶点的索引。着色器必须具有 #pragma target 3.5 编译指令。

如需了解关于使用这些技术在内置渲染管线中将顶点数据可视化的示例,请参阅可视化顶点数据

常量缓冲区宏

Direct3D 11 会将所有着色器变量分组为“常量缓冲区”。Unity 的大多数内置变量都已经进行了分组,但对于您自己的着色器中的变量,更加理想的做法是,根据预期的更新频率将它们放入单独的常量缓冲区。

为此,请使用 CBUFFER_START(name)CBUFFER_END 宏:

CBUFFER_START(MyRarelyUpdatedVariables)
    float4 _SomeGlobalValue;
CBUFFER_END

如果使用 GPU 计算缓冲区图形缓冲区来设置变量的值,请确保缓冲区和常量缓冲区在您构建的所有图形 API 中都具有匹配的数据布局。详情请参阅结合使用常量缓冲区和 GPU 缓冲区

注意:无法为常量缓冲区添加结构体。

插值器数量限制

对于总共可以使用多少个插值器变量将信息从顶点传递到片元着色器,存在一些限制。该限制取决于平台和 GPU,一般准则如下:

  • 最多 8 个插值器:Direct3D 11 9.x 级别(Windows Phone)。由于插值器数量受限制,但每个插值器都可以是一个 4 分量矢量,所以一些着色器会将内容打包在一起以防超过限制。例如,可以用一个 float4 变量传递两个纹理坐标(.xy 表示一个坐标,.zw 表示第二个坐标)。
  • 最多 10 个插值器:Shader model 3.0 (#pragma target 3.0)。
  • 最多 16 个插值器:OpenGL ES 3.0 (Android)、Metal (iOS).
  • 最多 32 个插值器:Direct3D 10 着色器模型 4.0(#pragma target 4.0)。

无论目标硬件如何,出于性能考虑,都最好使用尽可能少的插值器。

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