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包含文件的使用语法
包含文件是以cginc作为扩展名的文本文件
文件所在路径：
Unity安装目录/Editor/Data/CGIncludes/
在编写Shader时，只需要使用编译指令提前把对应的文件包进Shader，就可以直接使用了。
包含文件的声明也要写在CG代码块内，它的语法结构：
{
CGPROGRAM
//......
#include"UnityCG.cginc"
//......
ENDCG
}
只要输入了正确的文件名称，Shader在编译的时候就会自动在这个路径下寻找对应的文件。
UnityCG.cginc
1.顶点着色器输入结构体
2.顶点变换函数
|---------------------------------------------|---------------------|---------------------------------------|
| 函数 | 说明 | 等同于 |
| float4 UnityObjectToClipPos(float3 pos) | 模型空间------>齐次裁剪空间 | mul(UNITY_MATRIX_MVP,float4(pos,1,0)) |
| float3 UnityObjectToViewPos(float3 pos) | 模型空间------>摄像机空间 | mul(UNITY_MATRIX_MV,float4(pos,1,0)) |
| float4 UnityWorldToViewPos(float3 pos) | 世界空间------>摄像机空间 | mul(UNITY_MATRIX_V,float4(pos,1,0)) |
| float3 UnityWorldToClipPos(float3 pos) | 世界空间------>齐次裁切空间 | mul(UNITY_MATRIX_VP,float4(pos,1,0)) |
| float4 UnityViewToClipPos(float3 pos) | 摄像机空间------>齐次裁切空间 | mul(UNITY_MATRIX_P,float4(pos,1,0)) |
3.向量变换函数
|--------------------------------------------------|---------------------|
| 函数 | 说明（已经标准化处理） |
| float4 UnityObjectToWorldDir(float3 dir) | 向量：模型空间------>世界空间 |
| float4 UnityWorldToObjectDir(float3 dir) | 向量：世界空间------>模型空间 |
| float4 UnityObjectToWorldNormal(float3 norm) | 法线：模型空间------>世界空间 |
4.灯光辅助函数
定义了一些计算顶点指向灯光的方向向量
|----------------------------------------------------|-------------------------------------------------|
| float3 UnityWorldSpaceLightDir(in float3 worldPos) | 输入世界空间顶点坐标，返回世界空间中从顶点指向灯光的向量 |
| float3 ObjSpaceLightDir(in float4 v) | 输入模型空间顶点坐标，返回模型空间中从顶点指向灯光的向量 |
| float3 Shade4PointLights(...) | 输入一系列所需变量，返回4个点光源的光照信息，在前向渲染中使用这个函数计算逐顶点的光照 |
5.视角向量函数
|-----------------------------------------|----------------------------------|
| 函数 | 说明（没有被标准化） |
| float3 UnityWorldSpaceViewDir(float3 v) | 输入世界空间顶点坐标，返回世界空间中从顶点指向灯光的向量 |
| float3 ObjSpaceViewDir(float4 pos) | 输入模型空间顶点，返回模型空间中从顶点指向摄像机的向量 |
6.其他辅助函数和宏
|------------------------------------------|--------------------------------------|
| 函数 | 说明 |
| TRANSFORM_TEX(tex,name) | 宏定义，输入UV坐标和纹理名称，得到贴图和纹理坐标 |
| fixed3 UnpackNormal(fixed4 packednormal) | 将法线向量从[0，1]映射到[-1，1] |
| half Luminance(half3 rgb) | 将颜色数据转变为灰度数据 |
| float4 ComputeScreenPos(float4 pos) | 输入裁切空间顶点坐标，**得到屏幕空间纹理坐标，**用于屏幕空间纹理映射 |
| float4 ComputeGrabScreenPos(float4 pos) | 输入裁切空间顶点坐标，得到采样GrabPass的纹理坐标 |
宏定义的语法结构为：
#define name string;
1）#define：表示宏定义的指令
2）name:宏名称，后续可以直接输入名称进行使用
3）string:"在编译前，预处理器会将代码中所有'宏名称'，原封不动地替换成它后面定义的'内容'。"
UnityShaderVariables.cginc
1.空间变换矩阵
可以直接使用CG函数mul（Matrix,Vertex）将顶点在不同空间之间进行变换
| 矩阵名称 | 类型 | 变换方向 | 核心用途 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|
UNITY_MATRIX_M |
float4x4 |
模型空间 → 世界空间 | 顶点 / 向量从模型空间转世界空间 | 计算世界空间顶点位置、世界空间法线 |
UNITY_MATRIX_V |
float4x4 |
世界空间 → 视图空间 | 顶点 / 向量从世界空间转摄像机本地（视图）空间 | 计算视图空间视角向量、视图空间光照 |
UNITY_MATRIX_P |
float4x4 |
视图空间 → 裁剪空间 | 顶点从视图空间转裁剪空间（最终输出） | 顶点着色器最终输出 SV_POSITION |
UNITY_MATRIX_MV |
float4x4 |
模型空间 → 视图空间 | 等价于 UNITY_MATRIX_V * UNITY_MATRIX_M |
快速计算视图空间顶点位置（减少矩阵乘法） |
UNITY_MATRIX_MVP |
float4x4 |
模型空间 → 裁剪空间 | 等价于 UNITY_MATRIX_P * UNITY_MATRIX_MV |
顶点着色器直接输出裁剪空间位置（最常用） |
UNITY_MATRIX_T_MV |
float4x4 |
视图空间 → 模型空间（转置） | 向量从视图空间转模型空间（仅方向向量） | 视图空间方向向量转回模型空间 |
UNITY_MATRIX_IT_MV |
float4x4 |
视图空间 → 模型空间（逆转置） | 法向量从视图空间转模型空间（保证垂直性） | 法向量的空间变换（避免拉伸） |
_World2Object |
float4x4 |
世界空间 → 模型空间 | 等价于 UNITY_MATRIX_M 的逆矩阵 |
世界空间向量转回模型空间 |
_Object2World |
float4x4 |
模型空间 → 世界空间 | 和 UNITY_MATRIX_M 完全等价（别名） |
习惯用 _Object2World 的开发者兼容 |
2.时间变量
在实现动态效果的时候经常会使用时间因子作为动态变量，是实现 Shader 动效（如流光、溶解、呼吸灯）的核心基础。
所有时间变量均为 float/float4 类型，单位为秒（s），从游戏启动时开始计时（暂停时停止）。
| 变量名称 | 类型 | 核心含义 | 常用场景 |
|---|---|---|---|
_Time |
float4 |
(t/20, t, t*2, t*3)，其中 t = 游戏运行总时间 |
多倍速时间控制（慢速 / 常规 / 快速动效） |
_SinTime |
float4 |
(sin(t/8), sin(t/4), sin(t/2), sin(t))，t = 游戏运行总时间 |
周期性平滑动效（呼吸、摇摆、淡入淡出） |
_CosTime |
float4 |
(cos(t/8), cos(t/4), cos(t/2), cos(t))，t = 游戏运行总时间 |
与 _SinTime 配合实现相位偏移的周期动效 |
unity_DeltaTime |
float4 |
(dt, 1/dt, smoothDt, 1/smoothDt)，其中 dt = 帧间隔时间 |
帧率无关的动效（避免动效速度随帧率变化） |
_AnimationTime |
float |
（Unity 2019+）动画时间（针对 SkinnedMeshRenderer），范围通常 0~1 | 顶点动画、骨骼动画联动的 Shader 效果 |
1. 最常用：_Time（线性时间）
_Time 是基础时间变量，四个分量对应不同速度的时间流逝，可直接用于线性动效：
_Time.x= 总时间 / 20 → 超慢速（适合缓慢位移、渐变）_Time.y= 总时间 → 常规速度（默认首选）_Time.z= 总时间 × 2 → 2 倍速_Time.w= 总时间 × 3 → 3 倍速
示例：UV 滚动（流光 / 流水效果）
// 片元着色器中实现纹理UV水平滚动
fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
{
// 基础UV + 时间偏移（_Time.y是常规速度，乘以滚动速度系数_ScrollSpeed）
float2 uv = i.uv + float2(_ScrollSpeed * _Time.y, 0);
fixed4 col = tex2D(_MainTex, uv);
return col;
}
2. 周期动效：_SinTime / _CosTime（正弦 / 余弦时间）
正弦 / 余弦函数的取值范围是 [-1, 1]，适合实现 "往复循环" 的动效（如呼吸、缩放、摇摆），通常会先映射到 [0, 1] 区间使用：
_SinTime.x= sin (t/8) → 周期 16π ≈ 50 秒（超慢呼吸）_SinTime.y= sin (t/4) → 周期 8π ≈ 25 秒_SinTime.z= sin (t/2) → 周期 4π ≈ 12 秒_SinTime.w= sin (t) → 周期 2π ≈ 6 秒
示例：呼吸灯效果（亮度随时间变化）
fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
{
// 1. 获取正弦值（范围[-1,1]）
float sinVal = _SinTime.w;
// 2. 映射到[0,1]区间（呼吸的亮度范围）
float brightness = (sinVal + 1.0) * 0.5;
// 3. 基础颜色 × 亮度（可叠加强度系数_BrightnessScale）
fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv) * brightness * _BrightnessScale;
return col;
}
3. 帧率无关：unity_DeltaTime（帧时间）
直接用 _Time 可能因帧率波动导致动效速度不稳定，unity_DeltaTime 可实现帧率无关的动效：
unity_DeltaTime.x= 本次帧间隔时间（dt）unity_DeltaTime.y= 1/dt（慎用，帧率低时数值会很大）unity_DeltaTime.z= 平滑后的 dt（推荐，避免帧率突变）
示例：帧率无关的顶点位移
v2f vert (appdata v)
{
v2f o;
// 顶点基础位置 + 随时间的位移（乘以平滑帧时间，保证不同帧率下速度一致）
v.vertex.y += _MoveSpeed * unity_DeltaTime.z;
o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
o.uv = v.uv;
return o;
}
溶解效果（时间驱动的 Alpha 裁剪）
fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
{
fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
// 1. 噪声纹理（溶解边缘的随机效果）
fixed noise = tex2D(_NoiseTex, i.uv).r;
// 2. 时间驱动的溶解阈值（0~1，从无到有溶解）
float dissolveThreshold = _Time.y * _DissolveSpeed;
// 3. 裁剪像素（噪声值 < 阈值则透明）
clip(noise - dissolveThreshold);
// 4. 溶解边缘加红边
if (noise - dissolveThreshold < 0.1)
{ col.r = 1.0; }
return col;
}
避坑关键点
- 时间范围与映射 ：
_SinTime/_CosTime的原始值是[-1,1]，如需 0~1 的范围，用(val + 1.0) * 0.5映射；- 如需自定义周期，不要依赖内置的
_SinTime.x/y/z/w，而是自己计算：sin(_Time.y * _CustomSpeed)（_CustomSpeed是自定义速度系数）。
- 性能注意事项 ：
- 避免在片元着色器中重复计算复杂的时间函数（如多次计算
sin(_Time.y)），可在顶点着色器中计算后插值传入； unity_DeltaTime.y（1/dt）在帧率极低时会趋近于无穷大，慎用，优先用unity_DeltaTime.z（平滑 dt）。
- 避免在片元着色器中重复计算复杂的时间函数（如多次计算
- 暂停处理 ：
- Unity 的时间变量默认受
Time.timeScale影响（暂停时timeScale=0，时间停止）； - 如需不受暂停影响的时间，用
_Time不如自己在 C# 中传Time.realtimeSinceStartup到 Shader（自定义 uniform 变量）。
- Unity 的时间变量默认受
使用包含文件简化Shader
核心功能是给模型渲染一张纹理贴图，并叠加自定义主颜色。
顶点着色器的作用：处理每个顶点的位置、纹理坐标等数据，传递给片元着色器。
v2f_img vert(appdata_img v)：
appdata_img：UnityCG.cginc内置的顶点输入结构体 ，包含vertex（顶点位置）、texcoord（纹理坐标）等基础数据（无需自己定义结构体）。v2f_img：UnityCG.cginc内置的顶点输出 / 片元输入结构体 ，包含pos（裁剪空间位置）、uv（纹理坐标）。o.pos=UnityObjectToClipPos(v.vertex);：
UnityObjectToClipPos：Unity 内置宏（替代mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex)），将模型空间顶点 转换为裁剪空间顶点（显卡最终渲染的位置）。o.uv=TRANSFORM_TEX(v.texcoord,_MainTex);：
TRANSFORM_TEX：UnityCG.cginc内置宏，计算纹理的最终 UV 坐标（叠加 Tiling/Offset），等价于：- o.uv = v.texcoord * _MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw;
- 作用：让你在 Unity 面板调整纹理的 Tiling（缩放）和 Offset（偏移）时，UV 坐标同步变化。
片元着色器（frag 函数）
fixed4 frag(v2f_img i):SV_TARGET { return tex2D(_MainTex,i.uv)*_MainColor; }
片元着色器的作用：处理每个像素（片元）的颜色，是最终渲染效果的核心。
fixed4 frag(v2f_img i):SV_TARGET：
i：接收顶点着色器传递过来的v2f_img数据（包含pos和uv）。:SV_TARGET：声明函数返回值是渲染目标（即最终输出到屏幕的像素颜色）。tex2D(_MainTex,i.uv)：采样纹理_MainTex在i.uv坐标处的颜色（tex2D是 2D 纹理采样函数）。*_MainColor：将采样得到的纹理颜色与主颜色相乘（叠加色调）。return：返回最终的像素颜色。