Unity3D Shader 入門知識詳解。

Unity3D Shader 入門知識

Shader（著色器）對很多 Unity 初學者來說像是“黑魔法”。

實際上，Shader 并沒有那么神秘，它本質上就是一段運行在 GPU 上的小程序，用來控制 屏幕上每個像素的顏色和顯示效果。

本文會寫一個最簡單的 Shader，并逐步講解 Shader 的基本結構。

什么是 Shader

在 Unity 中，Shader 是材質的核心，它告訴 GPU 如何去渲染一個物體。

我們平常看到的各種特效（發光、透明、水波、卡通描邊）都是 Shader 在發揮作用。

Unity 的 Shader 常見有三類：

• Surface Shader：Unity 封裝的高層次寫法，適合快速實現光照材質。
• Vertex/Fragment Shader：底層控制方式，可以完全自定義頂點和像素的渲染。
• Shader Graph：可視化編輯，拖拽節點即可拼接 Shader。

本文我們先用 最簡單的 Unlit Shader（無光照）入門。

Shader 的基本結構

在 Unity 中，一個最基礎的 Shader 結構長這樣：

Shader "Custom/SimpleColor"
{Properties{_Color ("Main Color", Color) = (1,1,1,1)}SubShader{Tags { "RenderType"="Opaque" }Pass{CGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#include "UnityCG.cginc"fixed4 _Color;struct appdata{float4 vertex : POSITION;};struct v2f{float4 pos : SV_POSITION;};v2f vert (appdata v){v2f o;o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);return o;}fixed4 frag (v2f i) : SV_Target{return _Color;}ENDCG}}
}

代碼解讀

命名

Shader "Custom/SimpleColor"

每個 Shader 都需要一個唯一的名字，格式通常是 Shader "路徑/名字"。

這里并不是文件路徑，而是 Unity 內部的命名空間。

在材質球 (Material) 的 Shader 下拉菜單 里，這個名字會決定 Shader 的顯示位置。

Properties 塊

Properties
{_Color ("Main Color", Color) = (1,1,1,1)
}

這里定義了材質面板中可調的屬性。

• _Color：變量名（在 Shader 代碼里使用）
• "Main Color"：在 Inspector 面板顯示的名字
• Color：屬性類型
• (1,1,1,1)：默認值（RGBA = 白色）

SubShader 與 Pass

• SubShader：真正的渲染邏輯寫在這里。Unity 會根據顯卡選擇合適的 SubShader。
• Pass：一次渲染指令。復雜 Shader 可能包含多個 Pass，比如一次渲染邊緣，一次渲染本體。

Tags

Tags { "RenderType"="Opaque" }

它是一個 鍵值對 集合，用來告訴 Unity 的渲染管線，這個 Shader 應該被如何分類、排序和處理。

"RenderType" 是 Unity 內置的一個 Shader Tag，用于描述 材質的大類渲染方式。

常見取值有：

• "Opaque"：不透明物體（默認）
• "Transparent"：透明物體（如玻璃、粒子、UI）
• "TransparentCutout"：透明裁剪物體（如樹葉、圍欄，透明部分直接裁掉，沒有半透明）

這里使用 "Opaque"，Unity 會把它放到 不透明隊列（Queue = Geometry, 2000 左右） 里進行渲染。

CGPROGRAM 塊

這是 HLSL/CG 代碼的區域，包裹在 CGPROGRAM 和 ENDCG 之間。

• #pragma vertex vert：指定頂點著色器函數（vert）
• #pragma fragment frag：指定片元著色器函數（frag）
• #include "UnityCG.cginc"：引入 Unity 提供的一個 HLSL 公共函數/宏庫，相當于 C# 里的 using，例如下面用到的 UnityObjectToClipPos 就是這個庫里的函數，把 模型空間 轉換成 裁剪空間，幾乎每個 Shader 頂點著色器都要用到。

fixed4 _Color;

在代碼區域定義的 _Color 變量，使用的是 Properties 定義的 _Color 屬性，名稱要一致才能獲取到。

頂點數據 appdata

struct appdata
{float4 vertex : POSITION;
};

appdata 是一個 輸入結構體，表示從 CPU → GPU 傳遞過來的信息（網格頂點數據），是 GPU 渲染管線的入口數據。

這里的 語義標識符（: POSITION）告訴 GPU，vertex 對應的是頂點坐標。

Mesh 的每個頂點都會生成一個 appdata，送入頂點著色器。

頂點著色器 vert

struct v2f
{float4 pos : SV_POSITION;
};v2f vert (appdata v)
{v2f o;o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);return o;
}

• 輸入 appdata：包含了模型的頂點數據（位置、法線、UV 等）。
• UnityObjectToClipPos：把模型空間的坐標轉換到屏幕空間（必須操作）。
• 輸出 v2f：傳遞給片元著色器的數據（同 appdata，是一個結構體）。

片元著色器 frag

fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
{return _Color;
}

• frag 決定屏幕上這個像素最終是什么顏色。
• 這里直接返回 _Color，所以整個模型就是一塊純色。

在 Unity 中測試

新建一個 Shader 文件，命名為 SimpleColor，粘貼上面的代碼。

新建一個 材質（Material），把 Shader 設置為 Custom/SimpleColor。

創建一個 Cube，把材質拖到 Cube 上。

在 Inspector 面板調整 Main Color，模型就會變成對應的顏色。