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原帖地址见末尾：（注意。原本叫长。分上下篇发。下篇地址：【元素推荐】（下）Unity5新版Shader模板源码解析&运动模糊屏幕特效的实现）
        本文工程使用的Unity3D版本： 5.2.1
         
           概要：本文对Unity5中全新的三种Shader模板的源码进行了解析，然后还讲解了运动模糊屏幕特效的实现方法。


前言


时隔9个月，终于有了一些稍微空闲的时间，可以进行一些更新了。
鉴于以后可以用来写博客的时间肯定不会非常充裕，个人觉得再讲Shader的基础写法比较拖节奏，所以最好是把力气用在刀刃上，在有时间更新的时候，主要讲一些更加前沿、实用的技巧，以及进阶一些的Shader的写法。

另外，从本次开始，每次更新的标题也就不取那么主题化了（比如之前的暗黑城堡、静谧之秋之类的）。人老了，渐渐文艺不起来了，还是实在一点好。：D

好的，就交代这么多。接下来就按新的风格试着写几次。。

看一组程序截图之后，便开始我们的正文。如下图，一份运动模糊屏幕特效的效果对比。

原始场景：


开启运动模糊效果后：


图先就上这两张。文章末尾有更多的运行截图，并提供了源工程的下载。
正文内容：
一、Unity5中新的Shader体系简析


Unity5和之前的书写模式有了一定的改变。Unity5时代的Shader Reference官方文档也进一步地变得丰满。
主要需要了解到的是，在原来的Unity中，若想要新建一个Shader源文件，不考虑compute shader的话，仅有一种Shader模板供选择。而自从Unity5.2起
想在Unity5.2之后的版本中新建Shader，【右键在Project窗口中单击】->【Create】，会出现如下的四个选项：

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而由于暂时不考虑compute shader。所以，新版Unity中有三种基本的Shader模板分别为：
Standard Surface Shader标准表面着色器
Unlit Shader 无灯光着色器
Image Effect Shader 图像特效着色器




二、Unity5中新的Shader模板源码解析

下面，对Unity5中三种基本Shader模板进行逐行注释与思路解析。
可以点击这里跳转到Github，查看详细注释好的三种Shader模板的源码。

2.1 标准表面着色器（Standard Surface Shader）模板源码解析

在Unity中，我们若要实现新的表面着色器时，可以根据这个模板，进行一步添加子着色器和新的参数与特性。
这个Shader模板的脉络很清晰，先是定义一些属性，然后在SubShader中设置渲染模式，层次细节LOD的值，然后开启一个CG编程语言模块，写一些编译指令#pragma，声明一下变量让属性值在CG块中可见，定义输入结构，然后填充一下表面着色函数即可。
注意：专门强调一句，SurfaceShader不能使用Pass，一使用就报错，我们直接在SubShader中实现和填充代码就可以了。
Standard Surface Shader模板详细注释的Shader代码如下：

1. Shader "浅墨Shader编程/Volume8/Surface Shader模板"
   
2. {
   
3.        //------------------------------------【属性值】------------------------------------
   
4.        Properties
   
5.        {
   
6.               //主颜色
   
7.               _Color("Color", Color) = (1,1,1,1)
   
8.               //主纹理
   
9.               _MainTex("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {}
   
10.               //光泽度
    
11.               _Glossiness("Smoothness", Range(0,1)) = 0.5
    
12.               //金属度
    
13.               _Metallic("Metallic", Range(0,1)) = 0.0
    
14.        }
    
15. 
    
16.        //------------------------------------【唯一的子着色器】------------------------------------
    
17.        SubShader
    
18.        {
    
19.               //【注意：Surface Shader不能使用Pass，直接在SubShader中实现即可】
    
20. 
    
21.               //渲染类型设置：不透明
    
22.               Tags{"RenderType" = "Opaque" }
    
23. 
    
24.               //细节层次设为：200
    
25.               LOD 200
    
26. 
    
27.               //===========开启CG着色器语言编写模块===========
    
28.               CGPROGRAM
    
29. 
    
30.               //编译指令：告知编译器表明着色函数的名称为surf
    
31.               //Standard表示光照模型为Unity标准版光照模型
    
32.               //fullforwardshadows表示在正向渲染路径中支持所有阴影类型
    
33.               #pragma surface surf Standard fullforwardshadows
    
34. 
    
35.               //编译指令: 指定着色器编译目标为Shader Model 3.0
    
36.               #pragma target 3.0
    
37. 
    
38.               //变量的声明
    
39.               sampler2D_MainTex;
    
40. 
    
41.               //表面输入结构体
    
42.               struct Input
    
43.               {
    
44.                      float2 uv_MainTex;//纹理坐标
    
45.               };
    
46. 
    
47.               //变量的声明
    
48.               half_Glossiness;
    
49.               half_Metallic;
    
50.               fixed4_Color;
    
51. 
    
52.               //--------------------------------【表面着色函数】-----------------------------
    
53.               //输入：表面输入结构体
    
54.               //输出：Unity内置的SurfaceOutputStandard结构体
    
55.               //SurfaceOutputStandard原型如下：
    
56.               /*
    
57.                      struct SurfaceOutputStandard
    
58.                      {
    
59.                             fixed3 Albedo;                  // 漫反射颜色
    
60.                             fixed3 Normal;                  // 切线空间法线
    
61.                             half3 Emission;                 //自发光
    
62.                             half Metallic;                           // 金属度；取0为非金属, 取1为金属
    
63.                             half Smoothness;             // 光泽度；取0为非常粗糙, 取1为非常光滑
    
64.                             half Occlusion;                 // 遮挡(默认值为1)
    
65.                             fixed Alpha;                      // 透明度
    
66.                      };
    
67.               */
    
68.               //---------------------------------------------------------------------------------
    
69.               void surf(Input IN, inout SurfaceOutputStandard o)
    
70.               {
    
71.                      //【1】漫反射颜色为主纹理对应的纹理坐标，并乘以主颜色
    
72.                      fixed4 c = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex) * _Color;
    
73.                      //【2】将准备好的颜色的rgb分量作为漫反射颜色
    
74.                      o.Albedo= c.rgb;
    
75.                      //【3】金属度取自属性值
    
76.                      o.Metallic= _Metallic;
    
77.                      //【4】光泽度也取自属性值
    
78.                      o.Smoothness= _Glossiness;
    
79.                      //【5】将准备好的颜色的alpha分量作为Alpha分量值
    
80.                      o.Alpha= c.a;
    
81.               }
    
82. 
    
83.               //===========结束CG着色器语言编写模块===========
    
84.               ENDCG
    
85.        }
    
86.        //备胎为漫反射
    
87.        FallBack"Diffuse"
    
88. }

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2.2 无灯光着色器（Unlit Shader）模板源码解析

Unlit Shader，简单来说，就是直接采用漫反射纹理，不考虑场景中的任何灯光效果。使用无灯光着色器的话，也就不能使用任何镜面或者法线效果了。Unlit系的Shader基本原理和其他Shader无异，但是计算量更小，更快速，更高效。
而在Unity内置的各种着色器中，有如下的四种是Unlit系的：

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好的，已经稍微解释了下什么是Unlit Shader。下面一起看一下Unity为我们提供的无灯光着色器模板的代码：

1. Shader "浅墨Shader编程/Volume8/无灯光着色器(Unlit Shader)模板"
   
2. {  
   
3.        //------------------------------------【属性值】------------------------------------  
   
4.        Properties  
   
5.        {  
   
6.               //主纹理  
   
7.               _MainTex("Texture", 2D) = "white" {}  
   
8.        }  
   
9.    
   
10.        //------------------------------------【唯一的子着色器】------------------------------------  
    
11.        SubShader  
    
12.        {  
    
13.               //渲染类型设置：不透明  
    
14.               Tags{ "RenderType"="Opaque" }  
    
15.    
    
16.               //细节层次设为：200  
    
17.               LOD100  
    
18.    
    
19.               //--------------------------------唯一的通道-------------------------------  
    
20.               Pass  
    
21.               {  
    
22.                      //===========开启CG着色器语言编写模块===========  
    
23.                      CGPROGRAM  
    
24.    
    
25.                      //编译指令:告知编译器顶点和片段着色函数的名称  
    
26.                      #pragma vertex vert  
    
27.                      #pragma fragment frag  
    
28.    
    
29.                      //着色器变体快捷编译指令：雾效。编译出几个不同的Shader变体来处理不同类型的雾效(关闭/线性/指数/二阶指数)  
    
30.                      #pragma multi_compile_fog  
    
31.    
    
32.                      //包含头文件  
    
33.                      #include "UnityCG.cginc"  
    
34.    
    
35.                      //顶点着色器输入结构  
    
36.                      struct appdata  
    
37.                      {  
    
38.                             float4 vertex : POSITION;//顶点位置  
    
39.                             float2 uv : TEXCOORD0;//纹理坐标  
    
40.                      };  
    
41.    
    
42.                      //顶点着色器输出结构  
    
43.                      struct v2f  
    
44.                      {  
    
45.                             float2 uv : TEXCOORD0;//纹理坐标  
    
46.                             UNITY_FOG_COORDS(1)//雾数据  
    
47.                             float4 vertex : SV_POSITION;//像素位置  
    
48.                      };  
    
49.    
    
50.                      //变量声明  
    
51.                      sampler2D _MainTex;  
    
52.                      float4 _MainTex_ST;  
    
53.                        
    
54.                      //--------------------------------【顶点着色函数】-----------------------------  
    
55.                      //输入：顶点输入结构体  
    
56.                      //输出：顶点输出结构体  
    
57.                      //---------------------------------------------------------------------------------  
    
58.                      v2f vert (appdata v)  
    
59.                      {  
    
60.                             //【1】实例化一个输入结构体  
    
61.                             v2f o;  
    
62.                             //【2】填充此输出结构  
    
63.                             //输出的顶点位置（像素位置）为模型视图投影矩阵乘以顶点位置,也就是将三维空间中的坐标投影到了二维窗口  
    
64.                             o.vertex= mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);  
    
65.                             //【3】用UnityCG.cginc头文件中内置定义的宏,根据uv坐标来计算真正的纹理上对应的位置（按比例进行二维变换）                  
    
66.                             o.uv= TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);  
    
67.                             //【4】用UnityCG.cginc头文件中内置定义的宏处理雾效，从顶点着色器中输出雾效数据  
    
68.                             UNITY_TRANSFER_FOG(o,o.vertex);  
    
69.    
    
70.                             //【5】返回此输出结构对象  
    
71.                             return o;  
    
72.                      }  
    
73.                        
    
74.                      //--------------------------------【片段着色函数】-----------------------------  
    
75.                      //输入：顶点输出结构体  
    
76.                      //输出：float4型的像素颜色值  
    
77.                      //---------------------------------------------------------------------------------  
    
78.                      fixed4 frag (v2f i) : SV_Target  
    
79.                      {  
    
80.                             //【1】采样主纹理在对应坐标下的颜色值  
    
81.                             fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);  
    
82.    
    
83.                             //【2】用UnityCG.cginc头文件中内置定义的宏启用雾效  
    
84.                             UNITY_APPLY_FOG(i.fogCoord,col);            
    
85.    
    
86.                             //【3】返回最终的颜色值  
    
87.                             return col;  
    
88.                      }  
    
89.    
    
90.                      //===========结束CG着色器语言编写模块===========  
    
91.                      ENDCG  
    
92.               }  
    
93.        }  
    
94. }

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不难分析得到，无灯光着色器是一种顶点&片段着色器，这边模板给出的是单子着色器，单通道的写法。

并且，无灯光着色器中使用了一些UnityCG.cginc头文件中内置的宏，

比如说TRANSFORM_TEX、UNITY_TRANSFER_FOG、UNITY_APPLY_FOG。接下来分别把这三个宏简单解释一下。

2.2.1 TRANSFORM_TEX宏

TRANSFORM_TEX宏的定义为：

1. #define TRANSFORM_TEX(tex,name) (tex.xy *name##_ST.xy + name##_ST.zw)

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其位于UnityCG.cginc（Unity5.2.1版本）的第266行。
其可以根据uv坐标来计算真正的纹理上对应的位置（按比例进行二维变换），组合上上文中定义的float4 _MainTex_ST，便可以计算真正的纹理上对应的位置。

2.2.2 UNITY_TRANSFER_FOG宏

UNITY_TRANSFER_FOG宏的作用是从顶点着色输出雾数据。在UnityCG.cginc（Unity5.2.1版本）的第772行起，具体定义如下：

1. #if (SHADER_TARGET < 30) ||defined(SHADER_API_MOBILE)  
   
2.               //手机端或者Shader Mode 2.0: 计算每个顶点的雾效因子  
   
3.               #define UNITY_TRANSFER_FOG(o,outpos) UNITY_CALC_FOG_FACTOR((outpos).z); o.fogCoord =unityFogFactor  
   
4.        #else  
   
5.               //Shader Mode 3.0和PC和游戏机: 计算每像素的雾距离，和每像素的雾效因子  
   
6.               #define UNITY_TRANSFER_FOG(o,outpos) o.fogCoord = (outpos).z  
   
7.        #endif

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2.2.3 UNITY_APPLY_FOG宏

UNITY_APPLY_FOG宏的定义稍微有些长，从UnityCG.cginc（Unity 5.2.1版本）的第787行起：

1. #if defined(FOG_LINEAR) || defined(FOG_EXP)|| defined(FOG_EXP2)  
   
2.        #if(SHADER_TARGET < 30) || defined(SHADER_API_MOBILE)  
   
3.               //mobile or SM2.0: fog factor was already calculated per-vertex, so just lerp thecolor  
   
4.               #define UNITY_APPLY_FOG_COLOR(coord,col,fogCol) UNITY_FOG_LERP_COLOR(col,fogCol,coord)  
   
5.        #else  
   
6.               //SM3.0 and PC/console: calculate fog factor and lerp fog color  
   
7.               #define UNITY_APPLY_FOG_COLOR(coord,col,fogCol) UNITY_CALC_FOG_FACTOR(coord);UNITY_FOG_LERP_COLOR(col,fogCol,unityFogFactor)  
   
8.        #endif  
   
9. #else  
   
10.        #define UNITY_APPLY_FOG_COLOR(coord,col,fogCol)  
    
11. #endif  
    
12.    
    
13. #ifdef UNITY_PASS_FORWARDADD  
    
14.        #define UNITY_APPLY_FOG(coord,col) UNITY_APPLY_FOG_COLOR(coord,col,fixed4(0,0,0,0))  
    
15. #else  
    
16.        #define UNITY_APPLY_FOG(coord,col) UNITY_APPLY_FOG_COLOR(coord,col,unity_FogColor)  
    
17. #endif

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可以发现，UNITY_APPLY_FOG宏的作用是从顶点着色器中输出雾效数据，将第二个参数中的颜色值作为雾效的颜色值，且在正向附加渲染通道（forward-additive pass）中，
自动设置纯黑色（fixed4(0,0,0,0)）的雾效。其在定义中借助了UNITY_APPLY_FOG_COLOR宏，
而我们也可以使用UNITY_APPLY_FOG_COLOR来指定特定颜色的雾效。

2.3 图像特效着色器（Image Effect Shader） 模板源码解析

这里的图像特效一般指的就是屏幕图像特效，在Camera加上各种滤镜，
比如说屏幕溅血，像素化，色调的调整，画面模糊等效果。其也是一个顶点&片段着色器，
且一般主要的操作集中在片段着色函数中。Unity为我们提供的模板，经过详细注释后的源码如下：

1. Shader "浅墨Shader编程/Volume8/图像特效Shader模板"
   
2. {  
   
3.        //------------------------------------【属性值】------------------------------------  
   
4.        Properties  
   
5.        {  
   
6.               //主纹理  
   
7.               _MainTex("Texture", 2D) = "white" {}  
   
8.        }  
   
9.    
   
10.        //------------------------------------【唯一的子着色器】------------------------------------  
    
11.        SubShader  
    
12.        {  
    
13.               //关闭剔除操作  
    
14.               Cull Off  
    
15.               //关闭深度写入模式  
    
16.               ZWrite Off  
    
17.               //设置深度测试模式:渲染所有像素.等同于关闭透明度测试（AlphaTestOff）  
    
18.               ZTest Always  
    
19.    
    
20.               //--------------------------------唯一的通道-------------------------------  
    
21.               Pass  
    
22.               {  
    
23.                      //===========开启CG着色器语言编写模块===========  
    
24.                      CGPROGRAM  
    
25.    
    
26.                      //编译指令:告知编译器顶点和片段着色函数的名称  
    
27.                      #pragma vertex vert  
    
28.                      #pragma fragment frag  
    
29.                        
    
30.                      //包含头文件  
    
31.                      #include "UnityCG.cginc"  
    
32.    
    
33.                      //顶点着色器输入结构  
    
34.                      struct appdata  
    
35.                      {  
    
36.                             float4 vertex : POSITION;//顶点位置  
    
37.                             float2 uv : TEXCOORD0;//一级纹理坐标  
    
38.                      };  
    
39.    
    
40.                      //顶点着色器输出结构（v2f，vertex to fragment）  
    
41.                      struct v2f  
    
42.                      {  
    
43.                             float2 uv : TEXCOORD0;//一级纹理坐标  
    
44.                             float4 vertex : SV_POSITION;//像素位置  
    
45.                      };  
    
46.    
    
47.                      //--------------------------------【顶点着色函数】-----------------------------  
    
48.                      //输入：顶点输入结构体  
    
49.                      //输出：顶点输出结构体  
    
50.                      //---------------------------------------------------------------------------------  
    
51.                      //顶点着色函数  
    
52.                      v2f vert (appdata v)  
    
53.                      {  
    
54.                             //【1】实例化一个输入结构体  
    
55.                             v2f o;  
    
56.    
    
57.                             //【2】填充此输出结构  
    
58.                             //输出的顶点位置（像素位置）为模型视图投影矩阵乘以顶点位置，也就是将三维空间中的坐标投影到了二维窗口  
    
59.                             o.vertex= mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);  
    
60.                             //输入的UV纹理坐标为顶点输出的坐标  
    
61.                             o.uv= v.uv;  
    
62.    
    
63.                             //【3】返回此输出结构对象  
    
64.                             return o;  
    
65.                      }  
    
66.    
    
67.                      //变量的声明  
    
68.                      sampler2D _MainTex;  
    
69.    
    
70.                      //--------------------------------【片段着色函数】-----------------------------  
    
71.                      //输入：顶点输出结构体  
    
72.                      //输出：float4型的像素颜色值  
    
73.                      //---------------------------------------------------------------------------------  
    
74.                      fixed4 frag (v2f i) : SV_Target  
    
75.                      {  
    
76.                             //【1】采样主纹理在对应坐标下的颜色值  
    
77.                             fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);  
    
78.                             //【2】将颜色值反向  
    
79.                             col= 1 - col;  
    
80.    
    
81.                             //【3】返回最终的颜色值  
    
82.                             return col;  
    
83.                      }  
    
84.    
    
85.                      //===========结束CG着色器语言编写模块===========  
    
86.                      ENDCG  
    
87.               }  
    
88.        }  
    
89. }

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2.4 Shader模板中文注释格式调整版替换

其实可以将Unity5中自带的上述三个着色器模板，替换成上文中贴出来的、经过详细注释和格式调整的Shader模板，这样在每次新建Shader时，就已经得到了具有很高可读性的Shader模板了，非常便捷。


一定要吐槽的是，Unity5.2.1自带的三个Shader模板的缩进和空格完全是混用的，导致在通过他们新建出来的Shader里面写代码的时候，格式非常混乱，十分影响新版Unity中Shader的编码体验。很明显，准备此Shader模板的Unity开发人员的编码习惯有点欠缺，得在这里点名批评，轻喷一下。


浅墨在一发现他们格式有问题的时候就马上替换掉了，所以现在在Unity中写Shader代码的体验是非常棒的。这边也教大家如何替换掉自带的3个模板。
Unity中Shader模板的位置是…Unity\Editor\Data\Resources\ScriptTemplates，比如说Unity安装在D:\ProgramFiles\路径下，整体路径就是：
D:\ProgramFiles\Unity\Editor\Data\Resources\ScriptTemplates。


在此路径下的3个txt，即为对应的三个Shader模板文件：
83-Shader__Standard SurfaceShader-NewSurfaceShader.shader.txt
84-Shader__UnlitShader-NewUnlitShader.shader.txt
85-Shader__Image EffectShader-NewImageEffectShader.shader


这边已经将调整好格式，详细注释的三种模板准备好了，下载之后，找到上面提到的…Unity\Editor\Data\Resources\ScriptTemplates目录。替换掉对应的3个txt文件即可。需要注意的是，如果你想自己DIY Shader模板，需要将txt保存为UTF-8编码格式，否则可能会出现乱码。


另外还有一个小细节可以提一下。如果你安装了两个或者两个以上的Unity5.1之后版本的Unity，如果你替换你当前使用的Unity路径下的模板文件后，新建的模板文件没有改变的话，你试着将所有的Unity5.1之后版本的路径下的这三个模板文件都进行替换，应该就可以实现想要的替换效果。浅墨的机器上就是同时存在Unity5.2.1和Unity5.2.0，然后使用Unity5.2.1，替换掉Unity5.2.1路径下的三个模板文件后，并没有发生变换。之后我按图索骥，替换了Unity 5.2.0版路径下的三个模板文化，才使得替换的模板文件生效。这估计是Unity多版本共存时，自身的一个小bug。




替换的模板以及试玩地址回复可见：

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本系列文章由@浅墨_毛星云 出品
        文章链接： http://blog.csdn.net/poem_qianmo/article/details/49405909
        作者：毛星云（浅墨）    微博：http://weibo.com/u/1723155442        
        

天下武功出少林，世界资源入元素！

元素那么大，我想来看看！

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正是本尊想要的！

感谢分享了 不错

这个简直好的不要不要的

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这个屌，先收了。。。。。

好强！！！！！

多谢楼主分享

资源发布哪家强？元素首发称大王

66666,来看看,虽然还没接触到shader编程

这个非常好，非常感谢

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好东西，分享了哦也