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云飞小妖指标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、紫焰oly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c 源码 综合实例物体缩放。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。指标公示源码编辑通过这种方式，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，vue源码技术揭秘不输出颜色。

       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--