Shader属性讲解+Cg语言讲解
CPU调用GPU传递数据
修改Render组件的material属性
在脚本中更改游戏物体材质颜色代码示例：
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;public class TestFixedColor : MonoBehaviour
{void Start(){//创建预制体GameObject prefab = Resources.Load<GameObject>("Prefabs/TestFixedColor");//创建到场景中GameObject testFixedColor=Instantiate<GameObject>(prefab);//获得MeshRender（材质在渲染器下）MeshRenderer meshRenderer= testFixedColor.GetComponent<MeshRenderer>();//获得材质，修改Shader的颜色属性//render.material可以获得材质球//材质下面的SetXXX()函数，可以修改材质球的属性，材质球的属性和Shader有关联关系//所以修改材质球的属性，进而会影响到shader的执行//参数1：shader中需要修改的属性名称//参数2：需要修改的值//meshRenderer.material.SetColor("_Color",Color.blue);//设置自定义颜色meshRenderer.material.SetColor("_Color", new Color(59f/255f,118f/255f,72f/255f,1f));}
}
Shader支持的属性类型
颜色：向Shader传递颜色值
浮点数：传递数字，作为阈值
范围：具有最大值，最小值的数
四维向量：传递一个向量或点
2D纹理
MipMaps:一个纹理存储时，会生成多个质量的纹理，根据摄像机和物体的距离，
显示相应质量的纹理
Rect纹理
和2D纹理类似，不支持MipMaps
Cube纹理
实现天空盒，实现金属对全局环境的反光
以上纹理在Shader文件中的示例：
Shader "CreateTest/FixedTexture"
{Properties{//2D纹理属性_MainTex("主纹理",2D) = "white"{}//Rect纹理_RectTex("Rect纹理",Rect)=""{}//盒子纹理_CubeTex("Cube纹理",Cube)=""{}//浮点常数_Float("浮点数",Float)=12//齐次坐标（点，向量）_Vector("齐次坐标",Vector)=(1,1,1,0)//数字范围_Range("透明度范围",Range(0,1))=1}SubShader{Pass{//固定管线着色器贴纹理SetTexture[_MainTex]{//将设置的纹理合并到物体上Combine texture}}}
}
材质球相关显示：
Cg语言介绍
可编程管线语言（3种）
GLSL：支持OpenGL接口
HLSL：支持DirectX接口
Cg:C for Graphic,支持两种图形化接口，由NVIDIA开发，Cg允许对顶点变换和
像素着色进行编程
介绍
Cg支持的7种数据类型：1.float,2.half,3.int,4.fixed,5.bool,6.sampler*,7.string。
Cg提供了内置的向量数据类型（built-in vector data types）,内置的向量数据类型
基于基础数据类型。
例如：float4，表示float类型的四元向量。
注意：向量最长不能超过四元，即在Cg程序中可以声明float1，float2,float3,float4
类型的数组变量，但是不能声明超过四元的向量。
向量初始化的方式一般为：float4 array=float4(1.0,2.0,3.0,4.0);
Cg提供矩阵数据类型，不过最大的维数不能超过4*4阶。
例：float4x2 matrix3;//表示4*2阶矩阵，包含8个float类型数据。
矩阵的初始化方式为：float2x3 matrix5={1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,6.0};
着色程序中，数组通常使用的目的：作为从外部应用程序传入大量参数输出到Cg
的顶点程序中的形参接口。
简言数组数据类型在Cg程序中的作用是：作为函数的形参，用于大量数据的传递。
Cg声明数据变量：
float a[10];//声明一个数组，包含10个float类型数据
float4 b[10];//声明一个数组，包含10个float4类型向量数据
对数组进行初始化的方式为：float a[4]={1.0,2.0,3.0,4.0};//初始化一个数组
获取数组长度：float a[2]={1.0,2.0}; int nLen=a.Length;
声明多维数组以及初始化的方式如下所示：
float b[2][3] = {{0.0,0.0,0.0},{1.0,1.0,1.0}};
对多维数组取长度的方式为：
int length1=b.length; //length1值为2
int length2=b[0].length;//length2值为3
数组和矩阵有些类似，但并不相同
例：4*4阶数组的声明：float M[4][4];
4阶矩阵的声明方式：float4x4 M;
前者是一个数据结构，包含16个float类型数据，后者是一个4阶矩阵数据。
注意：进行数组变量声明时，一定要指定数组长度，除非是作为函数参数而声明
的形参数组。
Cg语言支持结构体（structure），实际上Cg中的结构体的声明、使用和C++非常
类似（只是类似，不是相同）。
声明一个该结构体类型的变量，代码如下：
struct myAdd
{float val;float add(float x){return val+x; }
};
myAdd s;注意：在当前的所有的profile版本下，如果结构体的一个成员函数使用了成员变量，
则该成员变量要声明在前。此外，成员函数是否可以重载依赖于使用的profile版本。
Cg中的类型转换和C语言中的类型转换很类似，C语言中类型转换可以是强制类
型转换，也可以是隐式转换，如果是后者，则数据类型从低精度向高精度转换。
在Cg语言中也是如此。例：
float a = 1.0;
half b=2.0;
float c=a+b;//等价于float c=a+(float)b\
Cg语言中对于常量数据可以加上类型后缀，表示该数据的类型，例如:
float a = 1.0;
float b=a+2.0h;//2.0h为half类型常量数据，运算是需要做类型转换
常量的类型后缀（type suffix）有3种：
1.f:表示float;
2.h:表示half;
3.x:表示fixed;
Cg语言表达式允许对向量使用所有的boolean operator,如果是二元操作符，则被操
作的两个向量的长度必须一致。表达式中向量的每个分量都进行一对一的运算，最
后返回的结果是一个bool类型的向量，长度和操作数向量一致。例如：
float3 a = float3(0.5,0.0,1.0);
float3 b=float3(0.6,-0.1,0.9);
bool3 c = a<b;
运算后向量c的结果为bool3(true,false,false);
逻辑操作符也可以对向量使用，返回的变量类型是同样长度的内置bool向量。
C/C++的宏：函数是调用结构，宏是替换代码。
注意：Cg中的逻辑与（&&）和逻辑或（||）不存在C中的短路现象（short-circuiting,
即只用就算一个操作数的bool值即可），而是参与运算的操作数据都进行bool分析。
短路现象
bool con1=true
int a = 10
int b = 20
con1||(a>b)
con1如果为true，在C中，ab的值不会比较，但是Cg会比较所有条件
$a=true
$a||$b=true
if(!$a){
$b=true
}
Cg语言对向量的数学操作提供了内置的支持，需要注意的是：求余操作符%。只能在
int类型数据间进行，否则编译器会提示错误信息：
error C1021:operands to "%" must be integral.
可以使用Cg语言中的swizzle操作符（.）将一个向量的成员取出组成一个新的向
量。swizzle操作符被GPU硬件高效支持。
swizzle操作符后接x,y,z,w分别表示原始向量的第一个，第二个，第三个，第四个元素；
swizzle操作符后接r,g,b,a的含义与前者等同。不过为了程序的易读性，建议对于表示
颜色值的向量，使用swizzle操作符后接r,g,b和a的方式。
float4(a,b,c,d).xyz;//等价于float3(a,b,c)
float4(a,b,c,d).xyy;//等价于float3(a,b,b)
float4(a,b,c,d).wzyx;//等价于float3(d,c,b,a)
float4(a,b,c,d).w;//等价于float d
注意：Swizzle操作符只能对结构体和向量使用，不能对数组使用。
Cg中的控制流语句和循环语句与C语言类似。
条件语句有：if,if-else,if-else if-else;
循环语句有：while，for;
break,continue语句可以在for和while语句中使用。
Cg中创造了一系列独特的关键字，这些关键字不但用于指定输入图元的数据含义
（是位置信息，还是法向量信息），本质也则对应着这些图元数据存放的硬件资源
（寄存器或者纹理），称之为语义词（Semantics），通常也根据其用法称之为绑
定语义词（binding semantics）。
除语义词外，Cg中还提供了三个关键字：in,out,inout。用于表示函数的输入参数的
传递方式，称为输入\输出关键字，这组关键字可以和语义词合用表达硬件上不同的
存储位置，即同一个语义词，使用in关键字修辞和out关键词修辞，表示的图形硬件
上不同的寄存器。
Cg语言还提供两个修辞符：uniform用于指定变量的数据初始化方式；const关键字
表示被修辞变量为常量变量。
Cg语言将数据流分为两类：
1.Varying inputs,即数据流输入图元信息的各种组成要素。
2.Uniform inputs,表示一些与三维渲染有关的离散信息数据，这些数据通常由应用程
序传入，并通常不会随着图元信息的变化而变化，如材质对光的反射信息，运动矩阵
等。
注意：uniform修辞的变量的值是从外部传入的，所以Cg程序（顶点程序和片段程序）
中通常使用uniform参数修辞函数形参，不容许声明一个用uniform修辞的局部变量！
Cg输入语义与输出语义的区别
语义：是两个处理阶段（顶点程序、片段程序）之间的输入/输出数据和寄存器之间
的桥梁，同时语义通常也表示数据的含义，如POSITION一般表示参数种存放的数据
是顶点位置。
语义：只对两个处理阶段的输入/输出数据有意义，也就是说语义只有在入口函数中才
有效，在内部函数（一个阶段的内部处理函数，和下一个阶段没有数据传递关系）的
无效，被忽略。
语义：分为输入语义和输出语义，输入语义和输出语义是有区别的
Cg常用语义：
POSITION,BLENDWEIGHT,NORMAL,TANGENT,BINORMAL,PSIZE,BLENDINDICES,
TEXCOORD0---TEXCOORD7
参数使用语义使用举例：in float4 modelPos:POSITION
顶点着色程序的输出语义：示例代码
void main v(float4 position:POSITION,out float4 oposition:POSITION,uriform float4x4 modelViewProj)
{//oposition=mul(modelViewProj,position);
}为了保持顶点程序输出语义和片段程序输入语义的一致性，通常使用相同的struct类型
数据作为两者之间的传递，这是一种非常方便的写法，推荐使用。例如：
struct VertexIn{
float4 position:POSITION;
float4 normal:NORMAL;
};
struct VertexScreen{
float4 oPosition:POSITION;
float4 objectPos:TEXCOORD0;
float4 objectNormal:TEXCOORD1;
};注意：当使用struct结构中的成员变量绑定语义时，需要注意到顶点着色程序中使用
的POSITION语义词，是不会被片段程序所使用的。
语义绑定方法
入口函数输入\输出数据的绑定语义有四种方法：
1.绑定语义放在函数的参数列表的参数声明后面中：
[const][in|out|inout]<type><identifier>[:<binding-semantic>][=<initializer>]2.绑定语义可以放在结构体（struct）的成员变量后面：
struct <struct-tag>{
<type><identifier>[:<binding-semantic>];
};3.绑定语义词可以放在函数声明的后面，其形式为：
<type><identifier>(<parameter-list>)[:<binding-semantic]{
<body>
}
4.最后一种语义绑定的方法是，将绑定语义词放在全局非静态变量的声明后面。其形
式为：
<type><identifier>[:<binding-semantic>][=<initializer>];Cg标准函数库
和C的标准函数库类似，Cg提供了一系列内建的标准函数。这些函数用于执行数学上
的通用计算或通用算法（纹理映射等）。
Cg标准函数库主要分为五个部分：
1.数学函数（Mathematical Functions);
2.几何函数（Geometric Functions);
3.纹理映射函数（TextureMapFunctions);
4.偏导数函数（Derivative Functions);
5.调试函数（Debugging Function);
该系列专栏为网课课程笔记，仅用于学习参考。