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Unity Shader Properties详解

在Unity中,Shader的Properties部分是一个非常重要的组成部分。它允许开发者为Shader定义可以在Unity编辑器中调整的参数,例如颜色、纹理、浮点数或向量等。通过Properties,用户无需修改Shader代码,就能在材质(Material)面板中直观地调整Shader的外观和行为。


Properties的作用

Properties在Shader中主要有以下几个作用:

  • 定义可调参数:通过Properties,开发者可以声明Shader中需要调整的变量,并在Unity编辑器中为这些变量赋值。
  • 与材质交互:用户通过材质面板修改这些参数,直接影响Shader的渲染效果。
  • 代码引用:在Shader的CG/HLSL代码中,可以通过Properties中定义的变量名访问这些参数。

简单来说,Properties是Shader与Unity编辑器之间的桥梁,增强了Shader的灵活性和可交互性。


Properties的语法

Shader "Custom/MyShader"
{Properties{_PropertyName ("Display Name", PropertyType) = DefaultValue// 更多属性...}SubShader{// 着色器代码...}
}
  • _PropertyName:属性的内部名称,以下划线_开头,用于在Shader代码中引用。
  • "Display Name":属性在Unity编辑器中显示的名称,便于用户理解。
  • Type:属性的数据类型,例如Float、Color、2D等。
  • DefaultValue:属性的默认值,在材质创建时生效。

常见的属性类型

Unity Shader支持多种属性类型,每种类型对应特定的数据和编辑器控件。以下是常见的类型及其用法:

(1) Float(浮点数)

  • 语法:_FloatProp ("Float Property", Float) = 1.0
  • 用途:用于控制浮点参数,如透明度、强度等。
  • 编辑器显示:一个输入框或滑动条。

(2) Range(范围)

  • 语法:_RangeProp ("Range Property", Range(min, max)) = 0.5
  • 用途:限制浮点数的取值范围,例如透明度(0-1)或缩放(0.1-10)。
  • 编辑器显示:一个滑动条,范围从min到max。

(3) Color(颜色)

  • 语法:_ColorProp ("Color Property", Color) = (1,1,1,1)
  • 用途:定义颜色,例如物体主色调或光照颜色。值范围为(R,G,B,A),每个分量通常在0-1之间。
  • 编辑器显示:一个颜色选择器。

(4) Vector(向量)

  • 语法:_VectorProp ("Vector Property", Vector) = (0,0,0,0)
  • 用途:存储四维向量,例如UV偏移或方向。
  • 编辑器显示:四个浮点数输入框。

(5) 2D(纹理)

  • 语法:_TextureProp ("Texture Property", 2D) = "white" {}
  • 用途:加载2D纹理,例如漫反射贴图或法线贴图。
  • 编辑器显示:一个纹理选择器。
  • 默认值:可以是"white"(白色)、"black"(黑色)、"gray"(灰色)、"bump"(法线贴图默认值)等Unity内置纹理。
  • 纹理默认值选项:
  • "white":全白纹理(RGBA: 1,1,1,1)
  • "black":全黑纹理(RGBA: 0,0,0,1)
  • "gray":灰色纹理(RGBA: 0.5,0.5,0.5,1)
  • "bump":法线贴图蓝色(RGBA: 0.5,0.5,1,1)
  • "red":红色纹理(RGBA: 1,0,0,1)
  • "empty":完全透明纹理(RGBA: 0,0,0,0)

(6) Cube(立方体贴图)

  • 语法:_CubeProp ("Cube Property", Cube) = "" {}
  • 用途:用于环境反射或天空盒效果。
  • 编辑器显示:一个立方体贴图选择器。

(7) 3D(3D纹理)

  • 语法:_3DProp ("3D Property", 3D) = "" {}
  • 用途:用于体积纹理,例如噪声图。
  • 编辑器显示:一个3D纹理选择器。

属性修饰符

Properties支持一些修饰符,用于控制属性的行为或显示方式。以下是常见的修饰符:

 [HideInInspector]

  • 语法:[HideInInspector] _HiddenProp ("Hidden Property", Float) = 1.0
  • 作用:隐藏属性,使其不在材质面板中显示,但仍可在代码中使用。

[NoScaleOffset]

  • 语法:[NoScaleOffset] _TextureProp ("Texture Property", 2D) = "white" {}
  • 作用:对于纹理属性,隐藏缩放(Scale)和偏移(Offset)控件。

 [Normal]

  • 语法:[Normal] _NormalMap ("Normal Map", 2D) = "bump" {}
  • 作用:标记该纹理为法线贴图,Unity会自动处理法线解码。

 [HDR]

  • 语法:[HDR] _HDRColor ("HDR Color", Color) = (1,1,1,1)
  • 作用:允许颜色值超过1.0,适用于高动态范围(HDR)效果。

[Header] 和 [Space]

用于组织材质Inspector,提高可读性。

[Header(Main Settings)]
_MainTex ("Albedo", 2D) = "white" {}[Space(10)]
[Header(Normal Mapping)]
_BumpMap ("Normal Map", 2D) = "bump" {}

[Toggle] 和 [ToggleOff]

提供布尔值复选框控件:

  • [Toggle]:值为1时启用
  • [ToggleOff]:值为0时启用

[Enum]

创建下拉菜单选择控件,可以使用内置枚举或自定义值。

[Enum(UnityEngine.Rendering.CullMode)] _Cull ("Culling Mode", Float) = 2
[Enum(Off,0,On,1)] _ZWrite ("ZWrite", Float) = 1

[KeywordEnum]

生成着色器变体的下拉菜单,并自动定义对应着色器关键字。

[PowerSlider]

创建非线性分布的滑动条控件,使得低值区域有更细致的控制。

[PowerSlider(3.0)] _Shininess ("Shininess", Range(0.01, 1)) = 0.08

4.9 [MainTexture] 和 [MainColor]

标记主纹理和主颜色,用于材质球预览和全局控制。

[MainTexture] _BaseMap ("Base Map", 2D) = "white" {}
[MainColor] _BaseColor ("Base Color", Color) = (1,1,1,1)


在Shader代码中引用Properties

在Shader的CG/HLSL代码中,需要先声明Properties中的变量,然后才能使用它们。声明的类型必须与Properties中定义的类型匹配。

示例:

Properties
{_MainTex ("Main Texture", 2D) = "white" {}_Color ("Main Color", Color) = (1,1,1,1)_FloatValue ("Float Value", Float) = 0.5
}SubShader
{Pass{CGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment fragsampler2D _MainTex;    // 声明2D纹理float4 _Color;         // 声明颜色(四维向量)float _FloatValue;     // 声明浮点数// 顶点着色器和片段着色器代码...ENDCG}
}

在代码中,_MainTex、 _Color和_FloatValue可以通过材质面板的值直接访问和使用。


实际应用示例

以下是一个简单的漫反射Shader示例,包含主纹理和颜色属性:

Shader "Custom/SimpleDiffuse"
{Properties{_MainTex ("Main Texture", 2D) = "white" {}_Color ("Diffuse Color", Color) = (1,1,1,1)}SubShader{Tags { "RenderType"="Opaque" }LOD 200Pass{CGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#include "UnityCG.cginc"struct appdata{float4 vertex : POSITION;float2 uv : TEXCOORD0;};struct v2f{float2 uv : TEXCOORD0;float4 vertex : SV_POSITION;};sampler2D _MainTex;float4 _Color;v2f vert (appdata v){v2f o;o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);o.uv = v.uv;return o;}fixed4 frag (v2f i) : SV_Target{fixed4 texColor = tex2D(_MainTex, i.uv);return texColor * _Color;}ENDCG}}
}

解释:

  • Properties:定义了_MainTex(纹理)和_Color(颜色)。
  • CGPROGRAM:声明并使用这两个变量。
  • 效果:片段着色器将纹理颜色与用户设置的颜色相乘,生成最终颜色。
  • 交互:用户可在材质面板中选择纹理和调整颜色,实时预览效果。

注意事项

  • 命名规则:属性名称必须以_开头,且在Shader中唯一。
  • 类型匹配:CG/HLSL代码中的变量类型需与Properties中的类型一致。
  • 性能:过多属性会增加材质复杂性,建议只定义必要的参数。
  • 兼容性:某些类型(如3D纹理)在部分平台上可能不受支持,需注意目标平台的限制。

http://www.xdnf.cn/news/1942.html

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