好久没有写关于shader的文章了，这段时间总结下之前的经验，写几篇关于shader的实践技巧。主要分两个部分，一个部分是unity shader lab ，这一块讲surface shader，unity提供的接口，以及提供的默认指令。第二个部分主要讲cg，为什么要在shader里嵌入cg，而不是其他的图形学相关的编程语言以及 cg 实用的技巧。

Preface

阅读本文，默认你已经初步了解shader的基本结构，如 Properties ， SubShader ， pass 。

总结可见性规律

渲染队列规律(默认从小到大)

下面的渲染队列依次是 1000 ， 2000 ， 2500 ， 3000 ，4000
为了方便记忆我将 AlphaTest 的队列排序增加到了 2500，本应是 2450

Tags { "Queue" = "Background"}
Tags { "Queue" = "Geometry"}
Tags { "Queue" = "AlphaTest+50"}
Tags { "Queue" = "Transparent"}
Tags { "Queue" = "Overlay"}

假设不开启ZWrite，ZTest处于缺省状态(LEqual)状态或是ZTest处于任意状态。
默认按照渲染对列的规律开始渲染，如果当前队列较低，则会被高的队列元素覆盖。

深度写入是什么？

前置条件当渲染队列需要高于等于参照物，渲染队列规律。
默认规律：所有物体的渲染按照深度(距离摄像头距离),越小的越先渲染。
假设不开启ZWrite,ZTest处于缺省状态(LEqual)状态。近的会先绘制，远的会后绘制，后渲染的就会挡住先渲染的。
ZWrite就是处理深度写入，大概的操作时：当前屏幕已经写过像素，就会跳过当前区域。也就不会出现后渲染的就会挡住先渲染。

深度测试是什么？

前置条件当渲染队列需要高于等于参照物，渲染队列规律。
只有深度测试成功，才有资格写入深度缓存。也就是说ZWrite的前置条件是ZTest。

Cull

ZTest 有几个可选参数：
Greater，GEqual，Less，LEqual，Equal，NotEqual，Always，Never

默认(缺省)模式为：LEqual 效果：当前位置小于等于参照物，近遮远(最自然)
由上所知 GEqual 的效果为远遮近

Always 永远绘制在最上
Never 永不绘制

自定义光照模型

默认自定义光照模型
Lighting SurfaceOutput o,half3 lightDir :点到光源的单位向量 ,half3 viewDir:点到摄像机的单位向量 float atten:衰减系数

UnityGI Unity5新特性

下面有四种自定义光照模型的方式，参数列表不同

half4 Lighting<Name> (SurfaceOutput s, UnityGI gi); This is used in forward rendering path for light models that are not view direction dependent (e.g. diffuse).
half4 Lighting<Name> (SurfaceOutput s, half3 viewDir, UnityGI gi); This is used in forward rendering path for light models that are view direction dependent.
half4 Lighting<Name>_Deferred (SurfaceOutput s, UnityGI gi, out half4 outDiffuseOcclusion, out half4 outSpecSmoothness, out half4 outNormal); This is used in deferred lighting path.
half4 Lighting<Name>_PrePass (SurfaceOutput s, half4 light); This is used in light prepass (legacy deferred) lighting path.

这里的重点并不是如何去定义光照模型，而是了解 UNITY 5 推出的GI(全局光照)功能。

UnityGI结构体

自定义GI函数

1	half4 Lighting<Name>_GI (SurfaceOutput s, UnityGIInput data, inout UnityGI gi);

可以参照 UnityGlobalIllumination.cginc 这个cg脚本中的 UnityGI_Base 函数里的 DecodeLightmap与ShadeSHPerPixel 它可以解码 lightmaps 与 SH probes 。物理路径如下：
({unity install path}/Data/CGIncludes/UnityGlobalIllumination.cginc on Windows, /Applications/Unity/Unity.app/Contents/CGIncludes/UnityGlobalIllumination.cginc on Mac)

官方文档

Shader进阶1