理解Unity标准表面着色器到顶点片段着色器的转换
本文详细记录了Unity标准表面着色器（Standard Shader）的基础结构和工作原理，通过分析其源码并转化为顶点片段着色器（vert frag shader）的过程，深入探讨了表面着色器如何处理光照和颜色。在工作实践中，作者发现将内置的surface shader转换为vfshader有助于增强对shader内部逻辑的理解，同时在遇到特定需求时，如ASE中standard shader连线到vfshader的转换，这样的知识尤为关键。
开启此篇章的原因： 现在都已经更新到 URP了，并且日常工作中也不会使用到Standard shader（工作中的shader都是自己人写的），之前了解过，也翻看过基本的standard shader 代码逻辑（尤其是PBR相关）。。。。
(1)之前在B站听大佬说：我认识的TA大佬，都把unity 内置的shader源码搂过一遍了。。。。。。 于是乎 我也想跟随大佬的脚步，认认真真的学习整理一遍，加深自己的记忆，也为以后忘记 迅速查找留下痕迹。。。
（2）最近由于工作需要，美术同学使用ASE 使用standard shader 连线做的shader… 需要翻译为普通的vf shader，。。。。。。于是乎，开启此系列：
此篇记录standardSurface shader 的基本结构
以及将standardSurface(后面简称 surface shader) 生成普通的vert frag shader (后面简称 vf shader)的代码：
在代码中有基本的结构注释，从 surface shader中声明的函数， 对应到 生成的 vf shader中的调用，体会达到的目的，更加深入的理解surface shader。
Shader "Custom/SurfaceShader01" {
Properties {
_Color ("Color", Color) = (1,1,1,1)
_MainTex ("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {
}
}
SubShader {
Tags {
"RenderType"="Opaque" }
LOD 200
CGPROGRAM
//
// vertex: vert 第一步
// vert 在顶点着色器中调用： 负责初始化一个 v2f_surf 的结构体
// surf 第二步
// 对传递进来的描述物体外表面材质属性信息的 SurfaceOutput结构体进行赋值 ，并且返回
// BasicDiffuse 第三步
// 在第二步的处理后， 用第二步的表面片元信息， 用BasicDiffuse 进行光照计算
// final 第四步
// 在最后的颜色输出之前， 对颜色进行自定义的修改，按照final 函数进行处理，并且输出返回
#pragma surface surf BasicDiffuse vertex:vert finalcolor: final noforwardadd
#pragma target 3.0
sampler2D _MainTex;
float4 _Color;
struct Input {
float2 uv_MainTex;
};
void vert(inout appdata_full v,out Input o)
{
o.uv_MainTex = v.texcoord.xy;
}
// 下面两行是GPU Instance 所需要的声明 ，现在可以忽略删除
// Add instancing support for this shader. You need to check 'Enable Instancing' on materials that use the shader.
// See https://docs.unity3d.com/Manual/GPUInstancing.html for more information about instancing.
// #pragma instancing_options assumeuniformscaling
UNITY_INSTANCING_BUFFER_START(Props)
// put more per-instance properties here
// 声明改顶点是否位于视线域内，来判断这个顶点是否需要输出到frag中
UNITY_INSTANCING_BUFFER_END(Props)
void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
// 只用最简单的颜色输出
fixed4 c = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex) * _Color;
o.Albedo = c.rgb;
o.Alpha = c.a;
}
// 此处的 LightingBasicDiffuse 函数的名字由两部分组成： Lighting + BasicDiffuse
// BasicDiffuse 即为上面#pragma中声明的的函数
inline float4 LightingBasicDiffuse(SurfaceOutput s,fixed3 lightDir,fixed atten)
{
float diffuse_term = saturate(dot(s.Normal,lightDir));
float4 col;
col.rgb = s.Albedo.rgb * _LightColor0.rgb * diffuse_term;
col.a = s.Alpha;
return col;
}
void final(Input IN,SurfaceOutput o,inout fixed4 color)
{
color = fixed4(0,1,0,1);
}
ENDCG
}
FallBack "Diffuse"
}
在点击“show generated code” 查看vf shader 生成的具体代码：
查找上面声明函数的对应关系和具体实现的效果！！！！！
Shader "Custom/SurfaceShader01" {
Properties {
_Color ("Color", Color) = (1,1,1,1)
_MainTex ("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {
}
}
SubShader {
Tags {
"RenderType"="Opaque" }
LOD 200
// ------------------------------------------------------------
// Surface shader code generated out of a CGPROGRAM block:
// ---- forward rendering base pass:
Pass {
Name "FORWARD"
Tags {
"LightMode" = "ForwardBase" }
CGPROGRAM
// compile directives
#pragma vertex vert_surf
#pragma fragment frag_surf
#pragma target 3.0
#pragma multi_compile_instancing
#pragma multi_compile_fog
#pragma multi_compile_fwdbase
#include "HLSLSupport.cginc"
#include "UnityShaderVariables.cginc"
#include "UnityShaderUtilities.cginc"
// -------- variant for: <when no other keywords are defined>
#if !defined(INSTANCING_ON)
// Surface shader code generated based on:
// vertex modifier: 'vert'
// writes to per-pixel normal: no
// writes to emission: no
// writes to occlusion: no
// needs world space reflection vector: no
// needs world space normal vector: no
// needs screen space position: no
// needs world space position: no
// needs view direction: no
// needs world space view direction: no
// needs world space position for lighting: no
// needs world space view direction for lighting: no
// needs world space view direction for lightmaps: no
// needs vertex color: no
// needs VFACE: no
// passes tangent-to-world matrix to pixel shader: no
// reads from normal: no
// 1 texcoords actually used
// float2 _MainTex
#define UNITY_PASS_FORWARDBASE
#include "UnityCG.cginc"
#include "Lighting.cginc"
#include "AutoLight.cginc"
#define INTERNAL_DATA
#define WorldReflectionVector(data,normal) data.worldRefl
#define WorldNormalVector(data,normal) normal
// Original surface shader snippet:
#line 8 ""
#ifdef DUMMY_PREPROCESSOR_TO_WORK_AROUND_HLSL_COMPILER_LINE_HANDLING
#endif
/* UNITY: Original start of shader */
//
// vertex: vert 第一步
// vert 在顶点着色器中调用： 负责初始化一个 v2f_surf 的结构体
// surf 第二步
// 对传递进来的描述物体外表面材质属性信息的 SurfaceOutput结构体进行赋值 ，并且返回
// BasicDiffuse 第三步
// 在第二步的处理后， 用第二步的表面片元信息， 用BasicDiffuse 进行光照计算
// final 第四步
// 在最后的颜色输出之前， 对颜色进行自定义的修改，按照final 函数进行处理，并且输出返回
//#pragma surface surf BasicDiffuse vertex:vert finalcolor: final noforwardadd
//#pragma target 3.0
sampler2D _MainTex;
float4 _Color;
struct Input {
float2 uv_MainTex;
};
void vert(inout appdata_full v,out Input o)
{
o.uv_MainTex = v.texcoord.xy;
}
// 下面两行是GPU Instance 所需要的声明 ，现在可以忽略删除
// Add instancing support for this shader. You need to check 'Enable Instancing' on materials that use the shader.
// See https://docs.unity3d.com/Manual/GPUInstancing.html for more information about instancing.
// //#pragma instancing_options assumeuniformscaling
UNITY_INSTANCING_BUFFER_START(Props)
// put more per-instance properties here
// 声明改顶点是否位于视线域内，来判断这个顶点是否需要输出到frag中
UNITY_INSTANCING_BUFFER_END(Props)
void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
// 只用最简单的颜色输出
fixed4 c = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex) * _Color;
o.Albedo = c.rgb;
o.Alpha = c.a;
}
// 此处的 LightingBasicDiffuse 函数的名字由两部分组成： Lighting + BasicDiffuse
// BasicDiffuse 即为上面#pragma中声明的的函数
inline float4 LightingBasicDiffuse(SurfaceOutput s,fixed3 lightDir,fixed atten)
{
float diffuse_term = saturate(dot(s.Normal,lightDir));
float4 col;
col.rgb = s.Albedo.rgb * _LightColor0.rgb * diffuse_term;
col.a = s.Alpha;
return col;
}
void final(Input IN,SurfaceOutput o,inout fixed4 color)
{
color = 
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