关于Unity中GrabPass截屏的使用和Shader的组织优化

GrabPass截屏

可以用来截屏，截屏后把纹理传给下一个通道使用。

1:使用抓屏通道, GrabPass {} 或 GrabPass { “ 纹理名称”}; 使用GrabPass {}后，可以用_GrabTexture访问截屏的纹理
2: 后续的Pass通道使用这个抓屏;
3: 编写案例
(1): 创建一个顶点片元着色器;
(2): 将这个着色器放到Overlay队列
(3): 使用GrabPass通道截屏，并定义好变量来接收
(3): 设置顶点的UV坐标;
(4): 着色使用截图的纹理

GrabPass截屏案例

1.创建好Unity工程目录

2.创建一个平面plane和一个立方体cube，给cube一个材质red，把red拖进cube的材质属性中

3.再创建一个平面show，竖起来放在旁边，等下用来显示截屏纹理

4.在resources文件夹下面创建shaders文件夹

5.打开shaders文件夹，创建一个用于顶点片元着色的shader，create---->shader---->unlit shader，重命名为GrabShader

6.打开GrabShader

第一步：先把第一行改成Shader "Custom/GrabShader"，这样才能在编辑器里面显示这个shader

第二步：把渲染队列拉到最高overlay

Tags { "RenderType"="Opaque" "Queue"="Overlay" }

第三步：使用截屏通道

Shader "Custom/GrabShader"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
    }
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" "Queue"="Overlay" }//把渲染队列拉到最高overlay
        LOD 100

        //
        GrabPass {} // 截图通道, 后面使用_GrabTexture访问截屏纹理
        // end 
        Pass
        {
            name "ONE"

            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            
            #include "UnityCG.cginc"

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                UNITY_FOG_COORDS(1)
                float4 vertex : SV_POSITION;
            };

            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;
            
            sampler2D _GrabTexture;//使用前重新声明一下
            float4 _GrabTexture_ST;

            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _GrabTexture);//使用
                return o;
            }
            
            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                // sample the texture
                fixed4 col = tex2D(_GrabTexture, i.uv);//使用
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

7.创建一个材质GrabShader，shader属性设置为Custom/GrabShader

8.show平面关联材质球GrabShader

9.运行起来，Game视图里面的plane视图上面显示出截屏纹理

常用的gcinc

系统自带的类似于语言里面的.h文件，是库函数，在Unity-->Edit-->Data-->CGIncludes;查看

1:cginc文件: 宏，帮助函数等，放在CGIncludes下面，开发人员可以开发自己的cginclude文件
2:常用的cginc文件:
HLSL.Support.cginc 协助多平台开发的一些宏等，自动包含
UnityShaderVarirables.cginc 全局变量，自动包含;
UnityCG.cginc 常用的帮助函数;
AutoLight.cginc 光照和阴影功能;
Lighting.cginc 表面着色器的光照模型;
TerrainEngine.cginc 地形植被的光照着色函数;

 UnityCG.gcinc常用函数

1:UnityWorldSpaceViewDir: 给定对象空间的顶点位置朝向摄像机方向的世界坐标空间方向;
2: ObjSpaceViewDir: 给定对象空间的顶点位置朝向摄像机方向的对象空间方向;
3: ParallaxOffset: 计算用于视差法线贴图的UV偏移量;
4: Luminance: 将颜色转为亮度;
5: DecodeLightmap: 从光照贴图中解码颜色;
6: float EncodeFloatRGBA(float4 rgba): 将RGBA颜色编码为[0,1)的浮点数；
7: float4 DecodeFloatRGBA(float v): 将一个浮点数解码为RGBA的颜色;
8: UnityWorldSpaceLightDir 给定对象空间的顶点位置到光源的世界坐标空间方向;
9: ObjSpaceLightDir: 给定对象空间的顶点位置到光源的对象空间方向;

UsePass 复用

1:编写过的pass可以重复使用,借助UsePass “ShaderPath/PASS_NAME”
2:PASS名字要大写;
3: Pass {
name “ONE” //不要写到cgprogram里面
}
4: UsePass “Custom/ShaderName/ONE”

multi_compile多版本控制

1: 通过multi_compile编译多个版本的shader;
2: #pragma multi_compile MY_multi_1 MY_multi_2;
3: #ifdef MY_multi_1 #endif
4: Shader.EnableKeyword(“ MY_multi_1”);
5: Shader.DisableKeyword(“MY_multi_2”); 控制shader编译出不同的版本;

multi_compile多版本控制实例

1.打开shaders文件夹，创建一个用于顶点片元着色的shader，create---->shader---->unlit shader，重命名为MultiShader

2.打开MultiShader

第一步：先把第一行改成Shader "Custom/MultiShader"，这样才能在编辑器里面显示这个shader

第二步：

Shader "Custom/MultiShader"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
    }
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 100

        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            // 定义这个的两个开关，告诉有两个版本的shader
            #pragma multi_compile MY_multi_1  MY_multi_2
            
            #include "UnityCG.cginc"

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                UNITY_FOG_COORDS(1)
                float4 vertex : SV_POSITION;
            };

            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;
            
            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                return o;
            }
            
            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                fixed4 col;
                // sample the texture
                #ifdef MY_multi_1//版本1
                col = fixed4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);
                #endif

                #ifdef MY_multi_2//版本2
                col = fixed4(0.0, 0.0, 1.0, 1.0);
                #endif

                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

3.创建一个材质MultiShader，设置它的shader属性为Custom/MultiShader

4.创建一个立方体cube，把材质MultiShader拖进cube

5.创建一个脚本MultiShader，挂载在立方体cube下面

打开MultiShader.cs

using UnityEngine;
using System.Collections;

public class MulShader : MonoBehaviour {

    // Use this for initialization
    void Start () {
        Shader.EnableKeyword("MY_multi_2");//打开版本2
        Shader.DisableKeyword("MY_multi_1");//关闭版本1
    }
    
    // Update is called once per frame
    void Update () {
    
    }
}

移动平台优化

1: 代码优化:
预先计算好对应的值 sqrt(2) --> 根号2 --> 1.414..;
放心的使用向量相关操作，叉积,点击,基本都是硬件实现，很高效;
尽量减少函数调用减少开销;
2: 尽可能的计算放在顶点着色器中，顶点着色器的调用频率远低于片着色器；
3: 几何复杂度考量：在IOS平台视口内的顶点数不要超过100K个，IOS默认的缓冲区就是就是这么大，超过这个数字，底层会做一些操作消耗更多的资源；
4: 纹理大小为 2^n次方大小, 16, 64, 128, 256, 512, 1024;
5: 使用适当的数据类型float < half < fixed; 性能
6: 尽量慎用透明效果,透明效果GPU要逐像素渲染，而且没有了遮挡剔除的效果，会用到Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha//SrcAlpha是源因子，OneMinusSrcAlpha是目标因子，产生的各个颜色和各个因子相乘，然后两个颜色相加