1.【UnityShader】3D拾取（PickBuffer）（19）
2.UnityShaderBillBoard(公告牌)原理和实现
3.UnityShader 基础（29）-球面朝向映射（Matcap）-视角法线与平面反射
4.UnityShader 透明度混合（Alpha Blend）
5.如何更高效的作d作学习和编写UnityShader（工具+收藏分享帖）
6.UnityShader 基础（22）-UV坐标-序列帧动画

【UnityShader】3D拾取（PickBuffer）（19）

       这篇文章讲述了如何在Unity URP 环境中使用PickBuffer技术实现3D场景中的鼠标拾取物体功能。首先，业源业作者提到尽管射线检测常被提及，作d作但通过渲染方式也能达成目标，业源业这被称为PickBuffer。作d作核心思想是业源业uu换肤源码将每个渲染物体赋予一个唯一的ID，编码为颜色并渲染到RenderTexture上。作d作

       具体步骤包括创建PickBufferManager来管理颜色与物体映射，业源业将物体ID直接与颜色数组对应，作d作然后在渲染时通过Input类处理鼠标事件。业源业接下来，作d作需要创建自定义的业源业PickBufferRenderFeature和RenderPass，将PickBufferManager的作d作数据渲染到RenderTexture中，同时保持深度信息的业源业准确性。创建一个Shader用于处理颜色渲染，作d作以及一个RenderTexture用于存放PickBuffer数据。

       在GPU Image回读阶段，通过Unity的接口读取RenderTexture，然后在PickBufferManager的Update函数中根据鼠标坐标获取目标物体的ID。通过在场景中添加辅助元素（如quad和标志物）进行调试，确保拾取功能正常工作。此外，文章还简要介绍了Unity原版描边功能的实现方法。

       性能优化部分，通过对比PickBuffer和射线检测的性能，发现GPU Image回读是一个性能瓶颈。为了解决这个问题，作者考虑了只回读单个像素而非整个，利用Compute Shader来实现这一目标。最终，通过Compute Shader将鼠标坐标映射到单个像素颜色，成功地减少了性能开销。

       总的来说，尽管Unity内置的PickBuffer功能可能在实际项目中并不常见，但它提供了一个学习和实践Unity渲染技术的好机会，鼓励读者在自己的渲染器中实现类似的功能。

UnityShaderBillBoard(公告牌)原理和实现

       公告牌技术

       公告牌技术是基于视角确定纹理矩形朝向的一种图形处理方法。它广泛应用于实现诸如草、烟、火、wcdb 源码雾、爆炸、云等特殊效果。这一技术的核心在于建立一个基于视角的坐标系，通过旋转物体来保持纹理矩形在特定方向上固定，从而模拟各种动态效果。

       公告牌原理

       在实现公告牌技术时，需要记录物体在物体空间的顶点相对于原点的各方向位移。利用相机位置确定视线方向，从而确定物体的法向量（与视线方向相反且平行）。通过指定一个向上向量重建新的坐标系，并将顶点在原坐标系的位移转移至新坐标系建立旋转后的顶点位置，完成在物体空间下的旋转。

       公告牌分类

       屏幕对齐的广告牌是最简单的一种形式，其图像总是平行于屏幕，具有恒定的向上向量。摄像机将物体投影到与远近平面平行的视图平面上。在这种类型的广告牌中，物体表面的法线为视图平面法线的相反方向。通常用于粒子系统或总是面向屏幕的文本。

       Viewpoint-oriented广告牌则更为复杂。在这种情况下，向上的向量由相机本身的向上向量变为世界空间下的向上向量。通过与物体法向（与视线方向相反且平行）叉乘求得向右向量，最后使用物体法向与该向右向量叉乘求得物体最终准确的向上向量，完成新的坐标系的重建。这使得广告牌能够更好地模拟真实世界中的运动。

       公告牌实现

       在UnityShader中，实现公告牌技术可以通过编写特定的着色器代码来完成。参考《UnityShader入门精要（冯乐乐）》等资源，可以学习到具体的实现方法。在Unity中，物体的scale属性必须等比例缩放，且rotation属性全为0，才能确保广告牌达到预期效果。这确保了物体空间的向上向量与世界空间的向上向量同向平行。

       公告牌技巧

       虽然等比例缩放和旋转属性为0是推荐的做法，但也可以利用这些属性达到一些特殊效果，例如特定视角下的udf源码物体缩放。通过调整物体的scale属性在不同坐标轴上的比例，可以实现特定视角下物体形状的变化。这展示了公告牌技术的灵活性和多用途性。

UnityShader 基础（）-球面朝向映射（Matcap）-视角法线与平面反射

       在Unity Shader中，有一种叫做Matcap的技术，它是一种快速模拟反射效果的便捷方法。Matcap源自于ZBrush，其原理是通过让物体表面的视角法线与Matcap球体表面的坐标方向对应，实现直观的反射效果展示。视角法线是一种特殊的法线，它依据摄像机视角定义，例如物体正面朝向正左时，视角法线的X值为1，正右则为-1，以此类推。

       在处理法线数据时，需要注意缩放可能带来的影响，通过normalize()函数将其转换为标准的-1到1范围。然后，通过UV坐标映射，使用*0.5+0.5的转换方法和saturate()函数防止溢出，确保视角法线与UV对应。Matcap通常来自金属球体或鱼眼相机，被称为鱼眼图像，获取更多素材可以通过加入指定QQ群。

       基础Matcap Shader代码中，可以引入_MatCapMipLevel来控制清晰度级别，以便在不同的LOD（Level of Detail）下显示。在处理纯平面物体时，反射效果会呈现出单一颜色，这是因为取色和反射取色规则不同。通过reflect()函数可以实现反射，但可能产生折返效果。通过调整法线数据，可以控制反射的强度和形状，如使用Pow()函数或自定义函数。

       针对平面颜色一致问题，需要在顶点和法线到视角空间的转换中进行修正，确保法线方向在缩放时保持正确。minizip 源码通过这种方式，平面图像的反射效果得以改善。最后，可以结合曲率计算，混合平面和曲面的反射效果，创建更丰富的视觉效果。

       总的来说，Matcap技术为Unity Shader提供了直观、高效的反射模拟，通过灵活的处理和组合，可以实现丰富多样的材质效果。

UnityShader 透明度混合（Alpha Blend）

       透明度混合，即Alpha Blend，是Unity Shader中实现半透明效果的关键技术。其原理在于，利用当前片段的透明度值与已有颜色缓冲中的颜色进行混合，生成新的颜色值。值得注意的是，进行透明度混合时需要关闭深度写入，以确保正确渲染。在Unity Shader中，通过Blend混合命令来实现这一功能。

       BlendOp命令决定了混合操作的类型，若未指定，则默认为Add操作。例如，使用传统透明度混合命令：

       上图与下方命令效果一致。通用混合公式为：finalValue = sourceFactor * sourceValue operation destinationFactor * destinationValue

       具体到Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha命令，即：源Alpha通道与反Alpha通道进行混合。

       为了实现传统透明效果，需考虑关闭深度写入可能产生的错误渲染问题。解决方法是分两个Pass渲染模型：第一个Pass开启深度写入，但不输出颜色，仅记录深度值；第二个Pass执行正常透明度混合。此方案虽增加渲染开销，但确保了模型间的正确透明效果。

       使用ColorMask命令可控制颜色通道的写入，例如设置为ColorMask 0，表示该Pass不写入任何颜色通道，gnuplot 源码不输出颜色。

       若需观察正方体内部或背面形状，需使用Cull指令控制剔除面的渲染。在Unity中，Cull指令默认执行背面剔除（Cull Back）。通过将渲染分为两个Pass，分别渲染背面和正面，确保正确的深度关系，实现双面渲染。

       本文基于《Unity Shader入门精要》的学习笔记，加入了个人理解。如有错误，欢迎指正。

如何更高效的学习和编写UnityShader（工具+收藏分享帖）

       分享一些高效编写Unity Shader的学习技巧和工具，希望能对大家有所帮助。以下工具与插件，均非与我有商业关系，不包含任何推广链接。

       工具与插件：

       1. 使用VScode + Shaderlab插件进行Shader编写。VScode快速且轻量，Shaderlab插件功能强大且持续更新。其引用查找功能极为便捷，如下图所示。

       2. 使用翻译插件，如彩云小译，实现网页翻译、文献翻译、在线翻译，具备双语对照功能，帮助理解晦涩词汇。同时，支持PDF云端翻译，功能虽不完美，但在某些场景下仍能使用。

       3. 推荐使用Github插件Sourcegraph，免费提供，用于查找引用和关键字，操作方便，效率高。

       4. 笔记类软件方面，原本使用有道，但mac版本的搜索功能不佳，后改为语雀，体验良好。对于有道笔记能否一键迁移至语雀，目前未找到解决方案。

       5. 使用taecg/ShaderReference工具，查询Shader语法大全，可联系作者请求新版本。

       6. JetBrains Rider是一款强大的编辑器，最新版本支持Shader跳转功能，可快速查找引用和文件，功能强大。

       白嫖圣地及学习资源：

       1. 在个人书签中分享各种资源链接，由于篇幅限制，已移至Git仓库。

       2. 探索其他白嫖资源，自行发掘和体验。

       3. killop的书签，是一个宝藏资源，收藏了大量总结文档，值得深入学习。

       持续更新中...

UnityShader 基础（）-UV坐标-序列帧动画

       介绍如何通过修改UV坐标产生位移动画及序列帧动画。

       UV坐标通过数字表示每个动画的位置，U轴从左至右，V轴从上至下。

       使用进行演示，按照UV坐标增长方式排列。

       制作Shader时，需添加3个参数控制显示范围。

       将_ShowID数据转换为二维坐标，先获得V坐标系数据。

       // 横向ID = 整数ID减去横向个数乘以纵向ID float indexX = _ShowID - _X_Sum * indexY;

       将0~1范围的原始UV约束到一个数字上，使用AnimUV记录。

       默认位置显示"0"，添加左右横向偏移，累加结果。

       添加上下纵向偏移，通常直接使用新AnimUV获取图像。

       很多软件自动生成序列动画的方式不同，需调整计算。

       最后通过外部控制更改显示，使用_Time变量自动播放动画。

       添加开关设置动画速度，参考CRomputer罗老师教程。

       使用_Time驱动当前显示ID，如 _Time.x为0.倍速，_Time.y为正常速度，_Time.z为2倍速，_Time.w为3倍速。

       最终实现动画效果。

UnityShaderBlur 模糊（5）

       本节介绍模糊算法。模糊、边沿查找本质是一个滤波器，使用低通滤波/高通滤波来完成图像处理的目的。这些似乎涉及CV（计算机视觉）的研究范围，本文旨在展示如何在Unity中实现模糊效果，而非深入研究“信号与系统”的理论知识。做工程讲究实用性，能用即可。

       后续更新：在Unity中实现模糊算法的步骤。

       一、在Unity中的前期准备

       在上一节中，我们了解到如何在Unity URP中实现后处理效果。为了扩展PostProcessing相关组件（现在称为Volume），我们需要编写一个cs脚本，继承于VolumeComponent。Volume组件包含了常用的后处理特效，如Bloom（辉光）与ToneMapping（色调映射），可以显著提升画面效果。尽管Volume组件本身没有提供模糊功能，我们可以通过自定义实现。

       二、模糊算法实现

       虽然高斯模糊是模糊算法的代表，但还有其他方式，如方框模糊、径向模糊、双重模糊、Kawase模糊等。本节将实现其中几种自认为实用的模糊效果。

       1. 模糊的本质

       当我们感觉图像“模糊”时，实际上是因为像素点的颜色受到周围区域颜色的影响，使得像素点的“对比度”下降，颜色特征不鲜明。这种现象可以类比于人眼在远视状态下的视觉体验，物体反射的光线无法聚焦在视网膜上，形成多个“重影”，增加了模糊感。在图像处理中，模糊算法通过“污染”像素点的颜色，达到“模糊”效果。

       2. Kawase Blur

       Kawase模糊采用动态卷积核来提升效率，不同于高斯模糊或方框模糊中的恒定卷积核。其核心思路是对距离当前像素较远的位置进行采样，并在两个大小相等的纹理之间进行乒乓式的blit操作。通过随迭代次数移动的blur kernel，实现更加灵活且高效的模糊效果。

       3. Dual Blur

       双重模糊通过降采样和升采样过程实现，即在blit过程中进行图像大小的调整。相比于Kawase模糊，双重模糊在实现上更加复杂，但能提供不同场景下的模糊效果。

       4. Radial Blur

       为了在图像中产生“速度感”和“打击感”，径向模糊是最常用的技术。通过在指定方向上进行模糊处理，可以模拟出物体移动或光线照射的效果。实现径向模糊时，需要调整纹理和采样方向，以达到预期的视觉效果。

       小结

       通过上述方法，我们能够在Unity URP中实现常见的模糊算法。在实际应用中，可以根据需求选择最合适的模糊类型，例如，Kawase模糊在性能和效果上通常被认为是一个不错的选择。模糊算法在后处理中有着广泛的应用，如体积光处理，能够有效提升场景的视觉效果。

《UnityShader入门精要》学习笔记——第十三章——使用 深度和法线纹理

       《UnityShader入门精要》第十三章详细探讨了如何利用深度和法线纹理。首先，深度纹理作为高精度渲染纹理，存储深度值，其计算原理涉及模型空间到NDC空间的转换，以及非线性映射。Unity相机可以生成/位或深度+法线纹理，通过设置后处理脚本的depthTextureMode和Shader中的采样宏来获取。为了得到线性深度值，需要对非线性深度值进行转换，公式包括齐次裁剪空间、观察空间和深度纹理的深度值。

       运动模糊和全局雾效是进一步的应用，运动模糊通过速度映射图模拟相机运动效果，而全局雾效则利用深度纹理重建世界坐标，计算雾效系数。雾的计算根据高度进行，脚本如FogWithDepthTexture.cs配合Shader Unlit/C_FogWithDepthTexture.shader实现。边缘检测则通过法线和深度纹理的Roberts算子，排除纹理和光照影响，实现更精确的模型边缘识别。

       以上内容仅为学习笔记，对于更深入的理解，推荐直接阅读原著《UnityShader入门精要》——冯乐乐。

UnityShader 基础（）-高光渐变-Phong-Blinn高光与Shader分支

       本节将深入探讨UnityShader的基础，特别是关于高光渐变的两种实现方式：Phong高光模式与Blinn高光模式。首先，制作光照效果时，我们需要获取物体表面的法线向量，以及灯光方向与摄像机视角。

       为了规范化矢量，我们将使用`normalize()`函数。在高光计算过程中，Phong与Blinn两种模式各有特点。Phong高光模式中，我们通过`reflect()`函数求取反射向量，并翻转灯光方向，接着计算反射方向与视角方向的点乘，将其结果与数值1对应红色，-1对应蓝色，以便直观观察计算结果。

       而Blinn高光模式则提供了一种快速简化的方法。其核心在于将灯光与视角相加以获得高光方向，然后计算高光方向与表面法线之间的点乘，最终通过着色查看高光渐变的过程。

       在总结部分，我们发现Phong算法在准确性方面具有优势，而Blinn算法则在速度上表现更快。无论是Phong还是Blinn算法，都能依据摄像机与视角的不同，产生不同的高光效果。

       为了实现高光模式的灵活切换，可以使用Shader分支开关来控制Phong与Blinn高光模式的使用，需确保名称一致性。

       接下来，我们将深入高光的调整，通过`pow()`函数对渐变过程进行修改，调整`_specularRange`的数值可以控制高光范围的大小。同时，通过调整`_specularIntensity`参数，可以提高高光的亮度。为了实现卡通硬边高光效果，可以使用`step()`阈值函数将数据转换为0或1。

       最后，通过为高光添加`_specularColor`参数，我们可以为高光着色。将调整后的Shader代码与上一节的照明过程相加，即可实现高光与照明的混合效果。

unity shader 好学么

       å¦‚何系统的学习Unity3D中的shader编写nvidiacg编程--UnityShader（）相信一定也有很多做unity3d开发的朋友对shader这一块有疑问。unity3d算是比较新的引擎，最近手游又比较火，很多unity3d程序猿应该是从其他专业转过来的，比如本人以前就是搞javaweb开发的，所以对这一块的知识体系不太了解。我看了nvidia官网上的TheCgTutorial:Chapter1.Introduction，算是稍微入了点门，然后看了CgProgramming/Unity中的一些例子（有很多看不懂的），结合unity3d官方文档，能写一些简单的shader，但复杂的东西就不太懂了（比如上次看到一个镜面反射的例子，里面有些矩阵运算，不太明白那算法怎么来的，当然自己线性代数不好也是硬伤）。感觉cg编程涉及的东西很多，数学、物理、编程、3D模型什么的都要懂一些，要学的东西很多很杂，有些迷茫。不想再东拼西凑找例子，这里拷一段那里拷一段的写shader，而是按照自己的想法写。请问有什么好书籍可以帮助我系统地学习这一块的知识（包括计算机图形学、数学等各个方面的书籍）？，这会是个比较漫长的学习过程（一）国内引进出版的书籍国内引进或出版的图形学书籍很多，但是大部分是糟粕，看它们是浪费时间3D数学基础:图形与游戏开发这本可以补数学基础，矩阵变换，线性代数啥的图形着色器:理论与实践(第2版)这本是比较新的讲openglshader的DirectX9.D游戏开发编程基础这本是国内出版或引进的d3d书籍中唯一能看的（二）国内没有引进的书籍，可以下载电子版或上淘宝买打印版OpenGLShadingLanguage可以认为是glsl的圣经Introductionto3DGameProgramming:WithDirectx可以认为是d3d的圣经，这本是DirectX9.D游戏开发编程基础的升级版（三）个人推荐3D数学基础:图形与游戏开发DirectX9.D游戏开发编程基础Introductionto3DGameProgramming:WithDirectxVinjn张静--还得看NVidia良心免费彩色pdf《GPUGEMSIIIIII》。这三本书十分精彩，我在当初还没免费的时候就买过了，一本一百多。vczh--自己回答一下，再补充两本书：1.《UnityShadersandEffectsCookbook》主要讲Unity的SurfaceShader编程技巧，非常实用。除了光照以外还有Imageeffects在Unity中的实现。强力推荐。2.《Real-TimeRendering》比较底层的内容，夯实基础（自己还没看完）发现了新的好书再继续更新！kUANGtOBY--最近也在学习shader，推荐几篇博客供题主入门。1、首先来两篇最最基础文章对shader有大体的认识。这两篇文章会分析shader中的一行行代码，讲解语法和作用并加以扩展。读完后就基本了解了shader中的属性、Tags、LOD、光照模型等是怎么回事。猫都能学会的Unity3DShader入门指南（一）猫都能学会的Unity3DShader入门指南（二）2、然后可以看《UnityShaderandEffectCookbook》，或者它的中文版《Unity着色器和屏幕特效开发秘笈》。这本书会展示shader中的各个方面，如漫反射着色、纹理贴图、镜面反射等等。可能由于这本书方方面面都有涉及，有时会忽略一些比较关键的细节，而这恰恰使初学者困惑。有一位博主记录下了根据这本书学习的笔记，题主可以直接看博客来学习：【UnityShaders】概述及DiffuseShading介绍3、在第2步的过程中，你可能需要查阅shader中各个概念函数的更详细的情况，这时你会需要Unity官方手册以及Cg教程：Unity-Manual:ShadersUnity-Manual:ShaderReferenceTheCgTutorial4、学习shader的时候，你不仅想知道怎么用，可能还想了解它背后的机制，那这篇文章你肯定不能错过：【UnityShaders】初探SurfaceShader背后的机制5、这些都熟练了，对shader也都比较熟悉了。你可以尝试去创造属于自己的shader，也可以去ShadertoyBETA寻求灵感，感受shader的鬼斧神工。匿名--推荐一本书，UnityShaderandEffectCookbook，但一般的Shader都可以用ShaderForge搞定。ShaderForge是一个可视化的，nose-based的shader编辑器。简单来说，就是你在图形化界面把各种effect按一定逻辑连接好，它可以自动生成shader的代码。JingwenZhao--仅针对你只想学些shader编程来讲：1、先要明白shader在整个3D流水线中的地位或者是作用，建立流水线概念的过程，是理解整个当代3D的基础。2、把Unity当做shader编辑器，这一方面讲，unity的确也是不错的，:)。由简到难的分析和实验各个shader，调试各种参数，用unity的所见即所得界面，了解shader内部代码的意义。3、就每个遇到的问题，在互联网上查找该问题的可能的答案。如Diffuselight的算法公式究竟是什么，shadowmap的矩阵干嘛用的。在这块上，请尽量查找英文资料，会痛快些。就这么三点，第一点是面，能帮助自己确定方向。第三点是点，知道自己的短线位置在哪里。书籍不举例，只知道我第一本看的书是《3D游戏编程大师技巧》。后来在各种查找过程中，各种不同的书籍自然会进入自己的腰包，没有一本是需要全部读完的。但是读完所有的每本的某一个部分，应该每本书都算是读完了，你明白的。匿名--unity的shader浅浅的包装了一下cg。类似fx。总之就是一个DSL，对cg和渲染流程做了一些描述。所以基本上，你还是需要了解shader语言及基本的渲染流程。@张静vinjn和@kUANGtOBY提到的书对头。速学的话，我补充一本：《GPUProgrammingAndCgLanguagePrimer1rdEdition》。国内的人写的小册子，很不错。知道--这个网站可以参考ShadertoyBETA不过是同样的问题，因为很多代码都是式子，是经过计算之后得出的，计算过程在代码里没有体现，所以根本不知道那些奇怪的数字和算式都是怎么来的。殷实--数学推荐这部——《Mathematicsfor3DGameProgrammingandComputerGraphics3rd》另外就是看看这个推荐游戏程序员养成计划(更新.3.)老钟古--我比较推荐《交互式计算机图形学:基于OpenGL的自顶向下方法(第6版)》配合《计算机图形学/基于3D图形开发技术》食用风味更佳。学习shader会遇到一些比较基础的数学问题，google、wiki和度娘基本能够解决。匿名--《UnityShadersandEffectsCookbook》其实这本书是surfaceshader的入门，我确实是先看了这本书，还不是特别实用，但也必须要看，它有解释一些入门的知识比如pipeline，常见语法。。那本书完全没有涉及cg语言，vertex和fragshader，个人觉得有一本不错，比较系统，就是《CgProgramminginunity》。然后“龙书”多少也着看，还有各种高数线性代数书籍跟着研究，有空多拿其他人的shader打开来看，并且在相关技术qq群贴吧等平台，利用好这些平台资源获取大神的解答。。这是我的路，也是新手爬坑中，以供参考。。互勉！周车--