【Unity3D Shader编程】之一(上)：游戏场景的创建&书写第一个Shader

【浅墨Unity3D Shader编程系列-第一篇--夏威夷】 PS:由于原文较长.特分为上下两篇.下文:http://www.element3ds.com/forum. ... 1&extra=#pid1618230
作者原话(原帖地址见末尾):
[文章所带资源.回复可见.]
作为一个系统介绍unity3D中Shader编写的系列文章的开篇，本文的第一部分为系列文章的前言，
然后第二部分介绍了这个系列文章中我们会使用的游戏场景创建方式，
最后一部分讲解了如何在Unity中创建和使用Shader，
为后面专注于介绍如何在Unity中进行Shader编程打好了基础。


因为后面推出的系列文章会着重介绍各种Shader的写法和实现，不会再具体讲解如何创建场景和写出Shader代码后如何使用，
相信这篇文章作为本系列的开篇，发表出来肯定还是会对大家多少有些帮助的。大家以后阅读稍后推出的Unity Shader系列文章的时候，
有场景创建或者Shader代码写好了如何使用方面的疑问的话，可以随时回过头来查阅这篇文章。
OK，就让我们从这篇文章开始一趟精彩万分的Shader游戏编程旅途。
依旧国际惯例，看几张文章中实现的场景美图先：

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上图中展示的文本配套Unity工程的可运行exe
文章配套的三个unitypackage和最终的工程源码回复可见

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一、系列文章前言

在这个系列开头，浅墨想说的是，其实这个系列文章中我们学的主要是着色器编程技术，重点不是学Unity。
甚至可以这样说，我们学的是HLSL——没错，就是DirectX中的那个HLSL。

为什么这样讲，让我们来捋一捋。
首先，Unity中编写Shader的语言叫做ShaderLab，而ShaderLab说白了就是裹着一层皮的CG着色器语言而已。
Cg，即C forgraphics，即用于图形的C语言，是微软Microsoft和英伟达NVIDIA相互协作在标准硬件光照语言的语法和语义上达成的一种一致性协议。
HLSL和CG其实是同一种语言（参见Cg教程_可编程实时图形权威指南29页的致谢部分）。很多时候，我们会发现用HLSL写的代码可以直接当中Cg代码使用。
Microsoft和NVIDIA联手推出CG语言，想在经济和技术上实现双赢，从而通过这种方式联手打击他们共同的对手GLSL。

既然Unity主打Shader编程的语言ShaderLab是CG语言披上一层皮，而CG语言又约等于HLSL。
这就是说，在Unity中写Shader约等于用HLSL写Shader，也就约等于给DirectX写Shader。虽然有点绕orz，最后总结一下也就是：
在Unity中写Shader约等于给DirectX写Shader

而Unity又是这样一个集万千宠爱于一身的可见即所得的目前在移动互联网时代火到不行的游戏引擎。
可以说，Unity可见即所得的开发环境非常适合Shader的学习，而且在Unity分分钟可以创建出来一个漂亮的场景里面写写Shader，心情都会好很多。不再是苦逼地面朝代码背朝天了。
所以浅墨决定开始在Unity中进行这个shader学习系列，毕竟Unity、CG、HLSL不分家。


另外促成这个系列文章的成型的一个原因是Unity的Asset store。
浅墨很喜欢Unity引领的Asset store这样一站式的游戏素材商店，
里面有数不尽的游戏插件、素材、资源、脚本代码参考、shader资料等等，甚至现成的游戏工程范例。Asset store给开发者们带来了很大的便利，简直就是游戏开发界的大宝库。
但需要说明的是，Unity这款引擎的缺点也是很明显的。比如Unity不对外开源，我们看不到源码，坑比较多，遇到坑了看不到
源码给解决带来了很大难度。执行效率还是不太行，渲染大场景和做高级渲染的时候还是显得力不从心。比如渲染大片的近乎
真实的动态水面时，帧数就立马降下来了，需要后期做很多的优化。就画面质量来说和Unreal Engine和cryEngine等次时代
引擎比还是有差距。是最近几年互联网的浪潮和得屌丝者的天下商业模式促进了其最近几年如此的成功。

说了这么多，总结一下。
Unity只是我们学习CG、HLSL编程可见即所得的好帮手好工具而已。
我们主要还是利用它来更好的学计算机图形学和Shader编程，顺便掌握目前热门的Unity引擎的基本使用和研发思路。
我们还是忘不了C++和DirectX，我们还是渴望通过自己的努力，
最终有能力用C/C++一句一句写出自己的游戏引擎，
我们还是想从零开始造轮子，毕竟那样一句一句写出来的代码都是自己的，而不是那些别人为我们准备好的现成的API函数。
谨以此前言，与诸君共勉。





二、用Unity创建第一个美丽的游戏场景

首先要说明的是，作为一个从入门内容开始逐渐深入介绍的系列教程，
这一部分在Unity下创建场景的内容是为还不太熟悉Unity的朋友们准备的，如果你已经熟悉了Unity的使用，这部分可以快速跳读。
OK，正式开始吧。

2.1 【第一步】当然是新建一个项目

大家肯定都知道，每次新建项目后或者新建场景后，会得到一片Unity中默认为全蓝的场景。想要场景变得有生机，一般都是去菜单栏的GameObject里面新建Terrain(地形)然后进行编辑。Terrain的制作很耗时而且水很深，想要精通也是得花一些功夫。
甚至Unity Asset Store中有各种可以辅助快速生成AAA级大作风格的真实场景的插件，如Terrain Composer，配合着Unity中有名的Relief Terrain Pack v3地形辅助着色渲染工具，可以生成近乎以假乱真的三维自然风光出来。
漂亮地形的创建当然不属于我们讲解的重点，网络上有数不清的文章和视频讲这方面的内容，有需要的话，大家去学一些基础，或者直接用Asset Store中现成的各种漂亮场景。反正浅墨是各种在网上下载AssetStore中美工大牛们做场景，然后简单的修改，为自己测试和平常调数值所用。
这不，浅墨为了写这篇博客，就为大家再加工“创作“了一个夏威夷风格的场景来：）

2.2 【第二步】导入Hawaii Environment.unitypackage场景包

上文讲到，为了节约时间，浅墨提前为大家修改好了一个场景，
然后这个场景已经打包，叫做“HawaiiEnvironment.unitypackage “，回复提供下载。（限于Unity对中文的支持拙计，无奈只能取英文名，不然直接导入就报错）。

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双击这个包，导入到我们空空如也的工程中，经过一段时间的读条，就导入完毕了。
然后我们双击打开出现在Project面板中Assets文件夹下的场景文件Hawaii Environment.unity

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接着便打开了场景，如果打开成功，Scene面板中应该便出现了如下类似的场景画面：

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因为略去了场景编辑部分，直接导入，所以过程是非常简单的。但是，这还完全不够。让我们在场景中添加一个可以自由控制的摄像机吧。



2.3 【第三步】添加第一人称摄像机


浅墨准备的这个场景包是没有摄像机的，单单就是场景，所以我们还需要在场景中添加一个摄像机。
大家应该清楚，比较常见添加摄像机的做法是通过菜单栏中的GameObject->CreateOther->Camera来添加。
但这种方式的摄像机是固定的，不合我们的要求。
我们想添加的是一个在游戏运行时可以自由移动视角的第一人称摄像机。
其实Unity自带的资源包中刚好可以满足我们的要求。
于是我们在Project面板中右键【Import Package】，或者菜单栏中Assets->ImportPackage->Character Controller来导入官网为我们准备的的角色控制资源包。如下图：

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点击之后，会弹出如下的资源导入确认窗口，我们直接点确定就行了：

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因为这个包很小，所以很快就导入完成，这时Assets根文件夹下会出现一个名为Standard Assets的文件夹，
展开它或者点进去，就是名为【CharacterControllers】的文件夹，继续点进去，发现了一个胶囊状的叫【First PersonController】的家伙，这就是我们需要的了。


然后我们先在Scene面板中利用【右键+键盘W、A、S、D】以及滚轮等操作调整好场景，然后在我们刚才的【CharacterControllers】下点击这个胶囊装的【First Person Controller】按住不放，拖动到Scene场景中，选到合适的地方（如草坪上）后就放手，操作如下：


Unity会自动将这个【CharacterControllers】的中心位置依附到地形表面。
这个时候我们会发现之前是黑屏的Game面板中也有了画面：

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这时我们还要将这个 First Person Controller的底部向上拖动一点，
不然运行游戏时我们会不停的往下掉，因为在Unity默认情况下First Person Controller的中心位于中部，
这会照成它的底部已经穿透地形，悬空位于地形的下方，自然一运行就往下掉。

我们Hierarchy面板中选中First Person Controller，工具栏中选择【移动】
工具然后对着场景中胶囊上的代表Y轴的绿色箭头向上适当拖动，
让胶囊的底部确保位于草地之上就行了。

这时候我们点击unity中间三角尖的【运行】按钮，就可以自由地在场景中观察和移动了~

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Unity第一人称控制器默认操作方式类似CS，CF一类的FPS游戏。W、A、S、D前后左右移动，空格跳跃，鼠标移动调整视角，非常有亲切感有木有~
这就很好地体现了Unity的入门容易的特点，只用点点鼠标一个漂亮的场景就展现在眼前。

2.4 【第四步】在游戏场景中加入背景音乐

话说这么美丽的场景怎么能没有音乐？
不妨就让我们添加一段优美的钢琴曲吧。曲子浅墨都为大家准备好了，
上文已经导入的HawaiiEnvironment.unitypackage包中，在Assets根目录下包含了一首林海的《日光告别》。
我们要做的只要是把这个音乐文件拖拽到第一人称摄像机First PersonController上就可以了，就像箭头中指的这样：

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拖拽完成后，First Person Controller的Inspector面板中就应该会多了一个Audio Source组件。

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运行场景，伴随着美丽的场景，“吹着海风”，优美的钢琴曲入耳，非常怡人。
先放两张测试过程中的场景美图，再继续我们下一部分的讲解吧：

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非常逼真的水效，采用大名鼎鼎的NGUI工作室Tasharen Entertainment出品的水面插件：

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三、导入QianMo’s Toolkit并使用

3.1 认识QianMo's Toolkit

所谓的QianMo's Toolkit，其实就是浅墨为场景测试写的一个小脚本工具集，打包成一个unitypackage方便多次使用而已。若有需要，浅墨会在其中添加更多的功能。
以后我们每次新建工程的时候，只要导入这个小工具就可以使用我们之前已经写好的各种特性，非常便捷。

QianMo's Toolkit v1.0版的内容如下：

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也就是包含了五个脚本文件，两张图片。这五个脚本文件的功能分别为：
ShowFPS：在游戏运行时显示帧率相关信息
ShowObjectInfo：在场景中和游戏窗口中分别显示添加给任意物体文字标签信息。隐藏和显示可选，基于公告板技术实现。
ShowGameInfo：在游戏运行时显示GUI相关说明
ShowLogo：在游戏运行时显示Logo
ShowUI：在游戏运行时显示简单的镶边UI。

这个五个脚本的代码浅墨都已经详细注释，在后续文章中有机会我们会介绍其具体写法。
这篇文章中就先简单的认识一下他们就好。PS:下文第四节中贴出了ShowGameInfo脚本的全部代码。

3.2 使用QianMo's Toolkit

上文已经说了，既然这是一个unitypackage，那么只用双击它导入到我们当前的项目中就行了。
导入完成之后。Assets文件夹下就又多了一个名为” QianMo's Toolkit v1.0“的文件夹，内容就是我们刚才介绍的5个脚本文件两张图：

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暂时我们要使用的是ShowGameInfo、ShowLogo、ShowUI这三个脚本文件，把它们一起拖到我们之前创建的第一人称摄像机First Person Controller上就行了：

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拖动完成后，我们在First Person Controller的Inspector面板中发现其多了三个组件，就是我们给他添加的这个三个脚本：

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其实Show Logo无关紧要，就是显示了浅墨自己的logo而已,当然你可以换成自己的logo。
show UI也无关紧要，就是显示了一个顶部的镶边png。
主要的是这个ShowGameInfo，它是用于显示帧率等相关文字消息的。（其实简约党会觉得三个都无关紧要，orz）
拖动完成之后，再次运行，我们来看一看效果：

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可以发现，游戏窗口的边边角角多了一些说明和图片，以及有了帧率的显示。

原文链接： http://blog.csdn.net/poem_qianmo/article/details/40723789

牛掰的东东！

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这个软件真强大·~~~努力学···

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噢  这个东西好像很有意思的样子

资源发布哪家强？元素首发称大王！

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楼主棒棒哒！

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这世上没有什么是元素币搞不定的，如果有，那就用更多！

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太好了，樓主好人，樓主一生平安

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