Unity Shader基础知识的入门了解

对象空间（Object Space）：
- 这是模型的本地坐标系，顶点坐标是相对于模型自身的位置。
- 例如，如果一个模型是一个正方体，在对象空间中，它的顶点坐标可能是 (1, 1, 1) 或 (-1, -1, -1)。
世界空间（World Space）：
- 这是整个3D场景的全局坐标系，顶点坐标是相对于世界坐标系的位置。
- 如果你将模型从一个位置移动到另一个位置，顶点在世界空间中的坐标也会相应改变。
视图空间（View Space）：
- 这是从相机的角度来看顶点的位置。它是将顶点从世界空间转换到视图空间后的位置。
- 视图空间有助于确定顶点在相机视野中的位置和方向。
剪辑空间（Clip Space）：
- 这是经过所有变换后，顶点坐标准备进行裁剪和投影的空间。
- 顶点坐标在剪辑空间中会被用于决定哪些顶点会显示在屏幕上。

在Shader中使用顶点坐标

在Unity Shader中，顶点坐标通常会在顶点着色器（Vertex Shader）中处理。例如：

cpp 复制代码

struct appdata_t
{
    float4 vertex : POSITION;
    float2 texcoord : TEXCOORD0;
};

struct v2f
{
    float4 vertex : SV_POSITION;
    float2 texcoord : TEXCOORD0;
};

v2f vert(appdata_t v)
{
    v2f o;
    o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
    o.texcoord = v.texcoord;
    return o;
}

在这个例子中：

appdata_t 结构体中的 vertex 变量表示顶点的对象空间坐标。
UnityObjectToClipPos(v.vertex) 函数将对象空间坐标转换为剪辑空间坐标，以便在屏幕上正确显示。

总结

顶点坐标是3D模型中每个顶点的位置数据，在不同的空间（如对象空间、世界空间、视图空间、剪辑空间）中表示顶点的位置。通过理解这些不同的坐标系和顶点坐标的变换，可以更好地控制和渲染3D模型。

2、顶点UV1/UV2 是什么意思，用通俗的语言讲解一下

在Unity中的Shader编程中，UV坐标用于纹理映射，即将2D纹理贴图正确地应用到3D模型的表面。通俗地说，UV坐标就像是将一张图片准确地贴到一个3D物体上的指南。

什么是UV坐标？

U和V：UV坐标由两个分量U和V组成，它们是二维坐标系中的横纵坐标，类似于平面上的X和Y。
范围：通常，UV坐标的范围在0到1之间，表示纹理从左下角（0,0）到右上角（1,1）。

通俗解释UV坐标

假设你有一张图片（纹理）和一个3D模型（比如一个立方体）。UV坐标就像是告诉你如何将图片的哪个部分贴到立方体的哪个面上。

贴图到模型：想象你有一个正方体，你想把一张图片贴到这个正方体的表面。UV坐标会告诉你图片的哪个部分（左上角、右下角等）应该贴到正方体的哪个面上。
定位图片：U表示水平方向，V表示垂直方向。例如，(0,0)表示图片的左下角，(1,1)表示图片的右上角。

顶点UV1和UV2

在一些高级的3D模型和渲染技术中，单一的UV坐标可能不足以实现复杂的纹理效果。这时，我们引入了多个UV坐标集，如UV1和UV2。

UV1

基本UV：通常用于基础的纹理贴图。它告诉渲染器如何将主要的纹理（如颜色纹理）贴到模型的表面。
主要用途：大多数情况下，UV1用于表示模型表面上主要的纹理坐标。

UV2

次要UV：用于第二套纹理坐标，通常用于更复杂的效果，如光照贴图（lightmap）、细节纹理（detail map）等。
扩展用途：UV2可以用于额外的纹理或效果，独立于UV1。例如，环境光照贴图可能需要不同的UV坐标，以避免与主要纹理冲突。

通俗解释UV1和UV2

想象你有一张房子的照片（主纹理），你想把它贴到一个3D房子模型上。UV1会告诉你这张照片的每个部分应该贴到房子的哪个面上。

然后，你有第二张纹理（如夜间光照效果），你想把它也贴到房子模型上，但贴法可能不同。UV2会告诉你这张光照效果纹理的每个部分应该贴到房子的哪个面上。

在Shader中的UV坐标

在Shader编程中，你可以使用UV1和UV2来实现不同的纹理效果。例如：

cpp 复制代码

struct appdata_t
{
    float4 vertex : POSITION;
    float2 uv1 : TEXCOORD0;
    float2 uv2 : TEXCOORD1;
};

struct v2f
{
    float2 uv1 : TEXCOORD0;
    float2 uv2 : TEXCOORD1;
    float4 vertex : SV_POSITION;
};

v2f vert(appdata_t v)
{
    v2f o;
    o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
    o.uv1 = v.uv1;
    o.uv2 = v.uv2;
    return o;
}

sampler2D _MainTex;
sampler2D _DetailTex;

fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
{
    fixed4 col1 = tex2D(_MainTex, i.uv1);  // 使用UV1采样主纹理
    fixed4 col2 = tex2D(_DetailTex, i.uv2); // 使用UV2采样细节纹理
    return col1 + col2 * 0.5; // 组合纹理
}

在这个示例中：

uv1 用于采样主纹理 _MainTex。
uv2 用于采样细节纹理 _DetailTex。

总结

UV1和UV2是用于在3D模型上贴图的坐标系，UV1通常用于主要纹理映射，而UV2可以用于次要纹理或其他效果。通过使用多个UV坐标集，可以实现更加复杂和精细的纹理效果。

3、那么有 UV3吗?

是的，在Unity中不仅有UV1和UV2，还可以有更多的UV坐标集，例如UV3、UV4等。这些额外的UV集可以用于实现更复杂的纹理效果和高级的渲染技术。具体的数量取决于模型和Shader的设计，Unity通常支持最多8个UV坐标集。

为什么需要多个UV集？

多个UV坐标集允许开发者在同一个模型上使用不同的纹理映射方式。每个UV集可以独立地定义如何将一个纹理贴到模型的表面上，这在实现复杂的视觉效果时非常有用。例如：

UV1：用于基本的颜色纹理（Albedo Map）。
UV2：用于光照贴图（Lightmap）。
UV3：用于细节纹理（Detail Map）或法线贴图（Normal Map）。
UV4：用于环境遮蔽（Ambient Occlusion Map）等。

如何在Shader中使用多个UV集？

在Unity的Shader中，可以定义和使用多个UV坐标集。以下是一个简单的示例，展示如何在Shader中使用UV1、UV2和UV3：

cpp 复制代码

Shader "Custom/MultipleUVs"
{
    Properties
    {
        _MainTex("Base Texture", 2D) = "white" {}
        _DetailTex("Detail Texture", 2D) = "white" {}
        _NormalMap("Normal Map", 2D) = "bump" {}
    }
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 200

        CGPROGRAM
        #pragma surface surf Lambert

        sampler2D _MainTex;
        sampler2D _DetailTex;
        sampler2D _NormalMap;

        struct Input
        {
            float2 uv_MainTex;   // UV1
            float2 uv2_DetailTex; // UV2
            float2 uv3_NormalMap; // UV3
        };

        void surf(Input IN, inout SurfaceOutput o)
        {
            // 使用UV1采样主纹理
            half4 mainTex = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex);
            o.Albedo = mainTex.rgb;

            // 使用UV2采样细节纹理
            half4 detailTex = tex2D(_DetailTex, IN.uv2_DetailTex);
            o.Albedo *= detailTex.rgb;

            // 使用UV3采样法线贴图
            half4 normalTex = tex2D(_NormalMap, IN.uv3_NormalMap);
            o.Normal = UnpackNormal(normalTex);
        }
        ENDCG
    }
    FallBack "Diffuse"
}

在这个示例中：

uv_MainTex 表示UV1，用于采样主纹理 _MainTex。
uv2_DetailTex 表示UV2，用于采样细节纹理 _DetailTex。
uv3_NormalMap 表示UV3，用于采样法线贴图 _NormalMap。

在模型中设置多个UV集

要使用多个UV集，3D模型本身需要在导出时包含这些UV数据。大多数3D建模软件（如Blender、Maya等）允许你为模型创建多个UV映射。导出到Unity时，这些UV集会被包含在模型文件中，Unity可以在Shader中访问它们。

总结

在Unity中，可以使用多个UV坐标集（如UV1、UV2、UV3等）来实现复杂的纹理映射效果。通过在Shader中定义和使用这些UV集，可以独立地控制不同纹理的映射方式，从而实现更丰富和细致的视觉效果。

4、那么纹理通俗来解释的话，是什么呢?

在计算机图形学中，纹理（Texture）是一张图像或图片，用于为3D模型表面增加细节和视觉复杂度。通俗地说，纹理就是"贴"在模型表面上的一张图片，可以让模型看起来更加真实和有趣。下面是几个关键点，帮助你更好地理解纹理。

通俗解释

假设你有一个3D模型：比如一个立方体。如果没有纹理，这个立方体的表面可能只是纯色的，非常单调。
加上纹理：你可以给这个立方体贴上一张图片，比如一张木纹的图片，这样立方体就看起来像是由木头做的。

纹理的作用

增加细节：通过纹理，你可以为模型表面添加非常细致的细节，而不需要增加额外的几何复杂度。例如，墙上的砖块、角色的皮肤纹理、衣服的布料细节等。
模拟真实材料：不同的纹理可以让模型表面看起来像各种材料，比如木头、金属、石头、皮革等。
增强视觉效果：纹理不仅可以增加细节，还可以通过结合光照、法线贴图等技术，增加模型的立体感和真实感。

纹理的基本类型

颜色纹理（Albedo/Color Texture）：这是最常见的纹理类型，它决定了模型表面的基本颜色。
- 例子：给一个3D模型贴上一张彩色图片，比如给一个3D苹果贴上红色和绿色相间的纹理。
法线贴图（Normal Map）：这种纹理用来模拟表面的细微凹凸，而无需增加模型的多边形数量。
- 例子：让一个平坦的墙面看起来有凹凸的砖块效果，但实际上墙面还是平的。
高度贴图（Height Map）：使用灰度值表示高度信息，常用于生成凹凸效果。
- 例子：用黑白图片表示地形高度，黑色代表低点，白色代表高点。
光照贴图（Lightmap）：预计算并存储光照信息的纹理，用于静态光照。
- 例子：在建筑场景中，使用光照贴图预先计算好静态阴影和光照效果，提升性能。
反射贴图（Reflection Map）：用于模拟表面的反射效果。
- 例子：让金属表面反射周围环境的效果，比如镜子。

纹理在Unity中的应用

在Unity中，纹理通常是作为材质的一部分来使用的。材质（Material）是一个更高级的概念，它包含了一个或多个纹理以及其他属性（如光泽度、透明度等）。

添加纹理到材质：你可以在Unity编辑器中将纹理图片拖放到材质的属性上，比如将一张图片拖放到材质的Albedo属性上。
在Shader中使用纹理：通过Shader编程，你可以精细地控制纹理的应用方式。例如，你可以在Shader中定义如何使用颜色纹理和法线贴图来创建复杂的表面效果。

示例：简单的Unity Shader

cpp 复制代码

Shader "Custom/SimpleTexture"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}  // 定义一个纹理属性
    }
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 200

        CGPROGRAM
        #pragma surface surf Lambert

        sampler2D _MainTex;  // 声明纹理采样器

        struct Input
        {
            float2 uv_MainTex;  // 输入纹理坐标
        };

        void surf(Input IN, inout SurfaceOutput o)
        {
            half4 c = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex);  // 采样纹理颜色
            o.Albedo = c.rgb;  // 设置表面颜色
        }
        ENDCG
    }
    FallBack "Diffuse"
}

在这个示例中：

_MainTex 属性定义了一张2D纹理。
在 surf 函数中，通过 tex2D 函数使用UV坐标采样纹理颜色，并将其应用到模型的表面。

总结

纹理是一张图片，用来为3D模型增加细节和视觉效果。在Unity中，纹理可以通过材质和Shader来应用和控制，实现各种复杂的表面效果。通过理解纹理的基本类型和用途，可以更好地利用纹理来提升你的3D模型和场景的质量。

5、材质是什么呢，通俗点来解释?

在计算机图形学和游戏开发中，材质（Material）是用于定义3D模型表面外观的一个关键概念。通俗地说，材质就像是给3D模型穿上的"衣服"，决定了它的颜色、质感、反光效果等各种视觉特性。

详细解释

材质是属性的集合：材质不仅仅是一张图片，它是一个属性的集合。这些属性包括颜色、纹理、光泽度、透明度等。材质决定了光照如何与模型表面进行交互，从而影响模型的最终外观。
材质与纹理的关系：材质可以包含多个纹理，每个纹理负责不同的视觉效果。例如，颜色纹理决定模型的基本颜色，法线贴图（Normal Map）决定模型的表面凹凸感。

类比解释

假设你有一个3D模型，比如一个椅子。你可以给这把椅子设定不同的材质来改变它的外观：

木质椅子：你可以给椅子一个木质材质，包含一个木纹纹理，模拟出木头的颜色和质感。
金属椅子：你可以给椅子一个金属材质，包含一个金属反射纹理，让椅子看起来闪闪发光。
塑料椅子：你可以给椅子一个塑料材质，包含一个简单的颜色纹理，让椅子看起来平滑而有光泽。

Unity中的材质

在Unity中，材质（Material）是一个非常重要的资源类型，用于定义3D模型的表面外观。你可以在Unity编辑器中创建和调整材质，并将它们应用到模型上。

创建材质

创建材质：在Unity编辑器中，你可以右键项目窗口，选择"Create > Material"来创建一个新的材质。
设置属性：创建好材质后，你可以在材质的Inspector窗口中设置各种属性，例如颜色、纹理、光泽度等。

应用材质

将材质应用到模型：你可以将材质拖放到3D模型上，或者在模型的Mesh Renderer组件中选择材质。这样，这个材质的所有属性就会应用到模型的表面。

材质的属性

一个材质通常包括以下几种常见属性：

颜色（Color）：模型表面的基本颜色。
纹理（Texture）：用于给模型表面增加细节的图片，例如颜色纹理、法线贴图、光照贴图等。
光泽度（Glossiness）：决定表面的光滑程度和反光效果。
透明度（Transparency）：决定材质的透明程度。

示例

假设你有一个球体模型，你想让它看起来像一个地球仪。你可以创建一个地球仪的材质，并设置以下属性：

颜色纹理（Albedo Texture）：一张地球的图片，显示地球的大陆和海洋。
法线贴图（Normal Map）：一张用于模拟地形凹凸的图片，让地球仪看起来有山脉和海洋的起伏。
光泽度（Glossiness）：设置为较低值，使地球仪看起来有一些反光但不太光滑。

总结

材质是用于定义3D模型表面外观的属性集合。它决定了模型的颜色、质感、反光效果等。通过设置和调整材质的各种属性，你可以让3D模型在游戏中呈现出各种不同的外观和效果。在Unity中，材质是一个非常重要的资源，用于实现各种复杂的视觉效果。

注：以上内容仅供参考。