神临的 Unity shader 学习之多Pass渲染 (八)

最近又是一阵瞎忙,至于忙啥,忙工作,忙生活,然后现在想想有感觉是一瞬间的事情,好像只是过往云烟,吹之即散.
突然感觉做人真的应该学会留下点什么,哪怕是毫无意义的东西呢.
那么接着说,这次是学习多Pass的渲染,在shader的使用中会发现有时候只进行一次渲染是不够的,还要在它的基础上在加上一次或者多次才行,这就是多Pass的渲染的由来.
之前的shader使用都是基于surface shader 这样的unity内置表面渲染进行的,并没有出现过Pass,但是实际上但是实际上在执行的时候surface shader 是要转译成含有Pass的这样的CG/HLSL这样的语言的.
就像下面这种格式

Shader "Name"
{
  Properties
  {

  }

  SubShader
  {

    Tags{  }

    Pass

    {

    }

    Pass

    {

    }

  }

  FallBack "other"

}

现在我就来介绍一个实际的多Pass的列子.

这里写图片描述

这是一张热门游戏 暗黑破坏神3 的一张截图,被选中的蜘蛛(或者其他物体)会显示出它的轮廓 ,这里就用到了多Pass的渲染.

现在,给一个简单的物体轮廓的代码.

Shader"Outlined"
{
  Properties
  {
    _OutlineColor("Outline Color",Color) = (0,0,0,1)
    _Outline("Outline width",Range(0.0,0.03)) = 0.005
  }

  SubShader
  {
    Tags{ "Queue" = "Transparent" }

    Pass
    {
      Name "BASE"
      Cull Back 
      Blend Zero One 

      SetTexture[_OutlineColor]
      {
        ConstantColor(0,0,0,0)
        Combine constant 
      }

    }

    pass
    {
      Name"OUTLINE"
      Tags{"LightMode" = "Always"}
      Cull Front 

      Blend One OneMinusDstColor

      CGPROGRAM
      #pragma vertex vert 
      #pragma fragment frag 

      #include "UnityCG.cginc"

      struct appdata

      {
        float4 vertex : POSITION;
        float3 normal : NORMAL;

      };

      struct v2f

      {
        float4 pos :POSITION;
        float4 color : COLOR;

      };

      uniform float _Outline;
      uniform float4 _OutlineColor;

      v2f vert(appdata v)
      {
        v2f o;
        o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP,v.vertex);

        float3 norm = mul((float3x3)UNITY_MATRIX_IT_MV,v.normal);
        float2 offset = TransformViewToProjection(norm.xy);

        o.pos.xy += offset*o.pos.z* _Outline;
        o.color = _OutlineColor;

        return o;


      }

      half4 frag(v2f i):COLOR
      {
        return i.color;
      }
      ENDCG
    }

  }
  FallBack"Diffuse"
}

下面是效果图
这里写图片描述

挂载到球形物体上后我们可以通过属性面板,调整它的轮廓的粗细以及颜色.

在这个shader中,使用了两个Pass ,第一个是固定管线的渲染方法,进行了背面剔除,同时也在深度缓冲区中留下了背面剔除的深度值,此时i可以想象一下,物体变成了什么样子.第二个用了正面剔除,那些经过法线伸展后的点会因为与深度剔除的缓存值比较后无法通过而被剔除,也就是说仅仅剩下正面与背面的边缘处因为伸展的原因保留了下来,于是轮廓就出现了,这就是大体过程了.

至于代码中的东西,就不用注释了,相信有基础的同学能很轻松的看明白.

就这样了,下次继续关于多Pass的使用.

### 实现 Unity Shader Pass 并应用于不同渲染队列 在 Unity 中,通过编写自定义着色器 (Shader),可以实现Pass 的功能,并将其分配给不同的渲染队列。这允许更精细地控制对象绘制顺序以及如何处理光照和其他效果。 #### 定义 Pass 着色器结构 为了支持渲染路径,在 HLSL 或 CG 语法下声明个 `Pass` 块: ```hlsl Shader "Custom/MultiPassExample" { Properties { _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {} } SubShader { Tags { "RenderType"="Opaque" } // 第一阶段:不透明物体渲染 Pass { Name "OPAQUE_PASS" Cull Off ZWrite On HLSLPROGRAM #pragma vertex vert #pragma fragment frag struct Attributes { float4 positionOS : POSITION; float2 uv : TEXCOORD0; }; struct Varyings { float2 uv : TEXCOORD0; float4 positionHCS : SV_POSITION; }; sampler2D _MainTex; Varyings vert(Attributes input) { Varyings output; output.positionHCS = TransformObjectToHClip(input.positionOS); output.uv = input.uv; return output; } half4 frag(Varyings input) : SV_Target { return SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, input.uv); } ENDHLSL } // 第二阶段:半透明物体渲染 Pass { Name "TRANSPARENT_PASS" Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha ZWrite Off Cull Back HLSLPROGRAM #pragma vertex vertTransparent #pragma fragment fragTransparent Varyings vertTransparent(Attributes input) { Varyings output = (Varyings)0; output.positionHCS = TransformObjectToHClip(input.positionOS); output.uv = input.uv; return output; } half4 fragTransparent(Varyings input) : SV_Target { half4 col = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, input.uv); col.a *= 0.5; // 调整透明度 return col; } ENDHLSL } // 可选第三阶段或其他特殊效果... } } ``` 此示例展示了两个主要的渲染通道——一个是针对完全不透明的对象,另一个用于具有部分透明性的表面[^1]。 #### 设置材质属性并指定渲染队列 当创建 Material 对象时,可以通过 Inspector 面板调整其渲染队列参数。对于上述着色器,默认情况下会遵循 `"RenderType"` 标签中的设定 (`Opaque`);但对于其他类型的几何体,则可能需要手动更改这些值来确保正确的排序行为。 - **不透明物体质感**: 使用默认设置即可。 - **半透明质感**: 将 Render Queue 设定为更高的数值(如 3000),以延迟它们被绘制的时间点,从而避免遮挡问题。 此外还可以利用 Unity 提供的各种内置标签进一步优化性能表现,比如 `Queue=Geometry+10` 表明该材质应该紧跟在标准几何图形之后进行渲染[^2]。 #### 应用场景实例分析 假设有一个角色模型由若干个网格组成,其中某些部位带有发光特效或玻璃状外观。此时就可以考虑采用分层的方式构建 Shader Graph 或手写代码形式下的 Multi-Pass 结构,使得每种材料都能按照预期方式呈现出来而不互相干扰。 例如,眼睛区域可能会有独立于身体其余部分的不同反射特性;武器装备也许会有金属光泽或是魔法光芒环绕等独特视觉效果。借助这种方式不仅可以增强画面的真实性和吸引力,同时也便于后期维护和扩展新功能[^3]。
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