Unity3D — Shader 基础

什么是Shader

Shader就是我们常听到的着色器，专门用来渲染图形的一种技术，在Unity中的所有材质都属于Shader的范畴。

图像渲染管线

应用阶段 CPU

1. 准备场景数据
2. 粗颗粒剔除
3. 设置模型的渲染状态
4. 输出渲染图元（点、线、三角面）
5. CPU向GPU发送渲染命令
   1. 数据加载到显存：硬盘HDD=》内存RAM=》显存VRAM
   2. 设置渲染状态：纹理设置、混合设置、透明设置、顶点着⾊器设置、⽚元着⾊器设置等等
   3. 调⽤DrawCall

批处理减少DrawCall

几何阶段 GPU

1. GPU绘制
2. 输出屏幕空间的顶点信息
3. GPU流⽔线
   1. 输⼊：顶点数据
   2. 顶点着⾊器
      1. 空间变换
         运算过程：模型空间（模型的中心为原点）=》世界空间（世界的中心为原点）=》观察空间（摄像机为原点）=》裁剪空间（将遮挡部分裁剪不显示）=》屏幕空间（模型的xy坐标对应屏幕上的2D像素坐标）
      2. 顶点着⾊
   3. 曲⾯细分着⾊器：可选着⾊器，细分图元
   4. ⼏何着⾊器：可选着⾊器，逐图元着⾊or产⽣更多图元
   5. 裁剪：裁剪看不到（被遮挡或内部的）的图元
   6. 屏幕映射：图元转换到屏幕坐标系（根据屏幕大小自适应）

光栅化阶段 GPU

1. ⽣成像素
2. 渲染最终图像
3. GPU流⽔线
   1. 三⻆形设置：根据顶点画出三角形
   2. 三角形遍历：根据三角形的顶点坐标计算出那些像素需要被渲染
      
   3. ⽚元着⾊器：逐⽚元的着⾊操作
      
   4. 逐⽚元操作：修改颜⾊、深度缓冲、混合操作
   5. 输出：屏幕图像：根据像素的位置、深度、贴图坐标、法线、切线、颜⾊等输出每个像素的颜⾊、透明度

DX和OpenGL

DirectX ：Direct eXtension简称DX，是由微软公司创建的多媒体编程接口。包含图形, 声音, 输入, 网络等模块。
OpenGL ：OPENGL是SGI开发的一套三维图形软件包。只是图形函数库。
单就图形而论, DirectX 的图形库性能不如 OpenGL
OpenGL稳定，可跨平台使用。但 OpenGL 多需要显卡支持.