书籍详情
Unity 3D ShaderLab 开发实战详解（第2版）
作者：郭浩瑜
出版社：人民邮电出版社
出版时间：2015-05-01
ISBN：9787115386243
定价：¥69.00
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内容简介
《Unity 3D ShaderLab 开发实战详解（第2版）》全面讲解了Unity Shader渲染的实战技术，全书分为5篇共33章，主要内容为：Shader在3D游戏中的作用、Shader的实例化、Shader的实现语言等；Unity中Shader的形态、SubShader的重要标签、可编程Shader、Surface Shader；Shader中用到的各种空间的概念和Shader中的投影矩阵；基本的光照模型；第一个被执行的Pass，包括渲染路径和Pass的LightMode标签；VertexLit渲染路径，包括顶点照明和Unity存放光源的方式；Forward渲染路径；基于光照贴图的烘焙照明；NDC的验证；基于LightProbes的照明；平面阴影；球体阴影；体积阴影；映射阴影；内置的阴影；Pass的通用指令开关；Blend操作；Stencil蒙版；固定管线；Surface Shader；凹凸材质；卡通材质；镜面材质；半透明材质；制作透明材质；体积雾；Wrap Model新解；用Shader切割物体；面积光；体积光；材质替代渲染；自定义材质编辑器；后期效果；地形；投影；Shader的组织和复用。本书还包含你必须知道的渲染概念及基于渲染路径的优化、移动平台上的优化等实战内容，是不可多得的实战教程。《Unity 3D ShaderLab 开发实战详解（第2版）》适合移动开发者、游戏开发者、程序员阅读，可作为大专院校相关专业的师生用书，也可当作培训学校的教材。
作者简介
郭浩瑜，资深的程序员，在Android、iOS开发平台上开发了许多应用，特别擅长Unity 3D游戏开发中的渲染技术，现为某著名游戏公司的项目经理。
目录
第1篇 初识庐山真面目——Unity 3D Shader
第1章 虚拟世界的“魔法”——Shader（着色器）的概念和在3D游戏中的作用 2
1．1 Shader的概念 2
1．1．1 虚拟世界中的光明和色彩 2
1．1．2 游戏开发人员的终点 2
1．1．3 Shader（着色器）简史 2
1．2 Shader的实例化 3
1．3 Shader的实现语言 3
1．3．1 GPU上的编程 3
1．3．2 Unity中的着色器编程 3
第2章 Unity中Shader（着色器）的形态 4
2．1 Unity通过ShaderLab来组织Shader 4
2．1．1 关键字Shader 4
2．1．2 使用SubShader组织Shader的不同实现 4
2．1．3 SubShader的重要标签 4
2．1．4 SubShader中的Pass块 5
2．1．5 Pass块的标签及其名字的意义 5
2．1．6 使用FallBack保证Shader的广泛适应性 6
2．2 Unity的ShaderLab所支持的Shader编程语言 6
2．3 Unity中Shader的3种形态 6
2．3．1 固定管线 6
2．3．2 可编程Shader 7
2．3．3 ShaderLab的骄傲：
Surface Shader 8
2．4 Shader的数据接口：属性和uniform变量 8
2．4．1 在Properties块中定义属性 8
2．4．2 通过图形界面操作属性 9
2．4．3 通过脚本操控属性 9
2．4．4 矩阵：不能在属性块定义的变量 10
2．4．5 在Cg代码中使用属性 10
第3章 Shader（着色器）中用到的各种空间概念 11
3．1 模型空间 11
3．1．1 为什么用模型空间 11
3．1．2 在脚本和Shader中进出模型空间 11
3．2 世界坐标空间 11
3．2．1 统一表达：世界坐标空间 11
3．2．2 在脚本和Shader中进出世界坐标空间 12
3．3 视空间 12
3．3．1 渲染的需要：视空间 12
3．3．2 在脚本和Shader中进出视空间 12
3．4 空间的一块：视锥体 12
3．5 剪切空间 13
3．5．1 投影 13
3．5．2 脚本和Shader中的投影矩阵 13
3．5．3 验证NDC 14
3．6 NDC之后 14
3．6．1 NDC之后发生的事情 14
第4章 基本的光照模型 16
4．1 光源对物体照明的分类 16
4．1．1 间接照明 16
4．1．2 直接照明 16
4．2 照明的计算方式：光照模型 16
4．2．1 漫反射和Lambert 16
4．2．2 镜面高光和Phong 17
4．2．3 半角向量和BlinnPhong 18
第2篇 让你的应用更炫彩——Unity中的照明
第5章 第一个被执行的Pass 20
5．1 不同的LightMode被选择的顺序 20
5．1．1 渲染路径和Pass的LightMode标签 20
5．1．2 设计可以检测渲染路径的材质 20
5．1．3 设计便于检测渲染路径的场景 23
5．1．4 VertexLit渲染路径下Pass的执行 23
5．1．5 Forward渲染路径下Pass的执行 23
5．1．6 Deferred渲染路径下Pass的执行 23
5．1．7 不同渲染路径下的Pass执行规则总结 24
5．2 3个渲染路径之外 24
5．2．1 LightMode的其他值 24
5．2．2 设计检测用的材质 24
5．2．3 Always类型的Pass在3种渲染路径下的执行 26
5．2．4 LightMode的默认值及其在3种渲染路径下的执行 27
第6章 VertexLit渲染路径 28
6．1 顶点照明 28
6．1．1 什么是顶点照明 28
6．1．2 存取光源的变量 28
6．2 顶点照明和Unity存放光源的第一种方式 29
6．2．1 用于调试输出的材质 29
6．2．2 设计用于检测的场景 29
6．2．3 在Vertex Pass中的检测结果 30
6．2．4 效数据 30
6．3 顶点照明和Unity存放光源的第二种方式 31
6．3．1 用于调试输出的材质 31
6．3．2 设计用于检测的场景 32
6．3．3 在Vertex Pass中的检测结果 32
6．4 顶点照明和Unity存放光源的第三种方式 33
6．4．1 Unity为Vertex Pass准备的光源 33
6．4．2 设计用于检测的场景 33
6．4．3 顶点照明中的点光源 33
6．4．4 计算顶点照明的ShadeVertexLights函数 34
6．4．5 顶点照明中的Pixel光源 34
6．4．6 顶点照明中的平行光 35
6．4．7 顶点照明中的灯光信息小结 37
6．4．8 一个顶点照明的实现例子 37
第7章 Forward渲染路径 39
7．1 渲染物体——ForwardBase和ForwardAdd 39
7．1．1 设计检测用的场景和材质 39
7．1．2 ForwardBase和ForwardAdd的表现 41
7．2 Forward渲染路径下的重要光源 41
7．2．1 设计检测用的材质 41
7．2．2 不存在Pixel光源时的情况 42
7．2．3 存在Pixel平行光时的情况 42
7．2．4 存在Pixel点光源时的情况 42
7．2．5 有多种类型的Pixel光源时的情况 43
7．2．6 Forward渲染路径下的Pixel光源小结 43
7．3 重要光源在ForwardAdd内的执行 43
7．3．1 设计用来检测Pixel光源的材质 43
7．3．2 设计检测用的场景 46
7．3．3 检测结果：ForwardAdd如何被执行 46
7．4 ForwardBase和Unity存放光源的第一种方式 47
7．4．1 设计检测用的材质 47
7．4．2 第一种方式内的Vertex点光源 48
7．4．3 第一种方式内的平行光 48
7．4．4 第一种方式内的重要Pixel点光源 48
7．4．5 只有ForwardBase时的情况总结 49
7．4．6 ForwardAdd对ForwardBase内光源的影响 49
7．4．7 有ForwardAdd时存放光源数据第一种方式的总结 51
7．5 ForwardAdd和Unity存放光源的第一种方式 51
7．5．1 设计检测用的材质 51
7．5．2 设计检测用的场景 52
7．5．3 ForwardAdd内的Pixel光源 52
7．5．4 ForwardAdd内的平行光 53
7．5．5 数组变量unity_4LightPos的使用情况分析 53
7．6 Forward渲染路径和Unity存放光源的第三种方式 53
7．6．1 检测ForwardBase内情况的材质 53
7．6．2 检测结果：第三种方式不包含对ForwardBase有效的数据 54
7．6．3 检测结果：第三种方式不包含对ForwardAdd有效的数据 54
7．7 Forward渲染路径总结 55
7．7．1 Forward渲染路径下材质的适应性 55
7．7．2 Unity如何为Forward渲染路径设置光源 55
第8章 基于光照贴图的烘焙照明 56
8．1 单光照贴图和VertexLit渲染路径 56
8．1．1 测试烘焙的场景 56
8．1．2 烘焙场景中使用的材质 57
8．1．3 烘焙的前提：静态物体 57
8．1．4 如何在烘焙中使用自发光材质 57
8．1．5 烘焙之后静态物体和非静态物体的实时照明 59
8．1．6 应用光照贴图到VertexLit渲染路径下的材质中 59
8．1．7 通过自己的材质改变实时光源对烘焙后物体的照明 61
8．2 在效果和性能间进行权衡 62
8．2．1 影响全局的Resolution选项 62
8．2．2 影响单个物体的Scale In Lightmap选项 63
8．3 单光照贴图和Forward渲染路径 64
8．3．1 单光照贴图在VertexLit和Forward下面的不同表现 64
8．3．2 准备可应用于烘焙的自发光材质 64
8．3．3 在ForwardBase内计算光照贴图 66
8．3．4 Forward渲染路径下烘焙之后的实时照明 67
8．4 单光照贴图在Deferred渲染路径下的实时阴影 69
8．5 双光照贴图和Deferred渲染路径 69
8．5．1 全局GI、间接照明以及双光照贴图 69
8．5．2 混合双光照贴图和实时照明 69
8．5．3 观察混合过程 71
8．5．4 双光照贴图的使用限制 72
8．6 双光照贴图和Forward渲染路径
第1章 虚拟世界的“魔法”——Shader（着色器）的概念和在3D游戏中的作用 2
1．1 Shader的概念 2
1．1．1 虚拟世界中的光明和色彩 2
1．1．2 游戏开发人员的终点 2
1．1．3 Shader（着色器）简史 2
1．2 Shader的实例化 3
1．3 Shader的实现语言 3
1．3．1 GPU上的编程 3
1．3．2 Unity中的着色器编程 3
第2章 Unity中Shader（着色器）的形态 4
2．1 Unity通过ShaderLab来组织Shader 4
2．1．1 关键字Shader 4
2．1．2 使用SubShader组织Shader的不同实现 4
2．1．3 SubShader的重要标签 4
2．1．4 SubShader中的Pass块 5
2．1．5 Pass块的标签及其名字的意义 5
2．1．6 使用FallBack保证Shader的广泛适应性 6
2．2 Unity的ShaderLab所支持的Shader编程语言 6
2．3 Unity中Shader的3种形态 6
2．3．1 固定管线 6
2．3．2 可编程Shader 7
2．3．3 ShaderLab的骄傲：
Surface Shader 8
2．4 Shader的数据接口：属性和uniform变量 8
2．4．1 在Properties块中定义属性 8
2．4．2 通过图形界面操作属性 9
2．4．3 通过脚本操控属性 9
2．4．4 矩阵：不能在属性块定义的变量 10
2．4．5 在Cg代码中使用属性 10
第3章 Shader（着色器）中用到的各种空间概念 11
3．1 模型空间 11
3．1．1 为什么用模型空间 11
3．1．2 在脚本和Shader中进出模型空间 11
3．2 世界坐标空间 11
3．2．1 统一表达：世界坐标空间 11
3．2．2 在脚本和Shader中进出世界坐标空间 12
3．3 视空间 12
3．3．1 渲染的需要：视空间 12
3．3．2 在脚本和Shader中进出视空间 12
3．4 空间的一块：视锥体 12
3．5 剪切空间 13
3．5．1 投影 13
3．5．2 脚本和Shader中的投影矩阵 13
3．5．3 验证NDC 14
3．6 NDC之后 14
3．6．1 NDC之后发生的事情 14
第4章 基本的光照模型 16
4．1 光源对物体照明的分类 16
4．1．1 间接照明 16
4．1．2 直接照明 16
4．2 照明的计算方式：光照模型 16
4．2．1 漫反射和Lambert 16
4．2．2 镜面高光和Phong 17
4．2．3 半角向量和BlinnPhong 18
第2篇 让你的应用更炫彩——Unity中的照明
第5章 第一个被执行的Pass 20
5．1 不同的LightMode被选择的顺序 20
5．1．1 渲染路径和Pass的LightMode标签 20
5．1．2 设计可以检测渲染路径的材质 20
5．1．3 设计便于检测渲染路径的场景 23
5．1．4 VertexLit渲染路径下Pass的执行 23
5．1．5 Forward渲染路径下Pass的执行 23
5．1．6 Deferred渲染路径下Pass的执行 23
5．1．7 不同渲染路径下的Pass执行规则总结 24
5．2 3个渲染路径之外 24
5．2．1 LightMode的其他值 24
5．2．2 设计检测用的材质 24
5．2．3 Always类型的Pass在3种渲染路径下的执行 26
5．2．4 LightMode的默认值及其在3种渲染路径下的执行 27
第6章 VertexLit渲染路径 28
6．1 顶点照明 28
6．1．1 什么是顶点照明 28
6．1．2 存取光源的变量 28
6．2 顶点照明和Unity存放光源的第一种方式 29
6．2．1 用于调试输出的材质 29
6．2．2 设计用于检测的场景 29
6．2．3 在Vertex Pass中的检测结果 30
6．2．4 效数据 30
6．3 顶点照明和Unity存放光源的第二种方式 31
6．3．1 用于调试输出的材质 31
6．3．2 设计用于检测的场景 32
6．3．3 在Vertex Pass中的检测结果 32
6．4 顶点照明和Unity存放光源的第三种方式 33
6．4．1 Unity为Vertex Pass准备的光源 33
6．4．2 设计用于检测的场景 33
6．4．3 顶点照明中的点光源 33
6．4．4 计算顶点照明的ShadeVertexLights函数 34
6．4．5 顶点照明中的Pixel光源 34
6．4．6 顶点照明中的平行光 35
6．4．7 顶点照明中的灯光信息小结 37
6．4．8 一个顶点照明的实现例子 37
第7章 Forward渲染路径 39
7．1 渲染物体——ForwardBase和ForwardAdd 39
7．1．1 设计检测用的场景和材质 39
7．1．2 ForwardBase和ForwardAdd的表现 41
7．2 Forward渲染路径下的重要光源 41
7．2．1 设计检测用的材质 41
7．2．2 不存在Pixel光源时的情况 42
7．2．3 存在Pixel平行光时的情况 42
7．2．4 存在Pixel点光源时的情况 42
7．2．5 有多种类型的Pixel光源时的情况 43
7．2．6 Forward渲染路径下的Pixel光源小结 43
7．3 重要光源在ForwardAdd内的执行 43
7．3．1 设计用来检测Pixel光源的材质 43
7．3．2 设计检测用的场景 46
7．3．3 检测结果：ForwardAdd如何被执行 46
7．4 ForwardBase和Unity存放光源的第一种方式 47
7．4．1 设计检测用的材质 47
7．4．2 第一种方式内的Vertex点光源 48
7．4．3 第一种方式内的平行光 48
7．4．4 第一种方式内的重要Pixel点光源 48
7．4．5 只有ForwardBase时的情况总结 49
7．4．6 ForwardAdd对ForwardBase内光源的影响 49
7．4．7 有ForwardAdd时存放光源数据第一种方式的总结 51
7．5 ForwardAdd和Unity存放光源的第一种方式 51
7．5．1 设计检测用的材质 51
7．5．2 设计检测用的场景 52
7．5．3 ForwardAdd内的Pixel光源 52
7．5．4 ForwardAdd内的平行光 53
7．5．5 数组变量unity_4LightPos的使用情况分析 53
7．6 Forward渲染路径和Unity存放光源的第三种方式 53
7．6．1 检测ForwardBase内情况的材质 53
7．6．2 检测结果：第三种方式不包含对ForwardBase有效的数据 54
7．6．3 检测结果：第三种方式不包含对ForwardAdd有效的数据 54
7．7 Forward渲染路径总结 55
7．7．1 Forward渲染路径下材质的适应性 55
7．7．2 Unity如何为Forward渲染路径设置光源 55
第8章 基于光照贴图的烘焙照明 56
8．1 单光照贴图和VertexLit渲染路径 56
8．1．1 测试烘焙的场景 56
8．1．2 烘焙场景中使用的材质 57
8．1．3 烘焙的前提：静态物体 57
8．1．4 如何在烘焙中使用自发光材质 57
8．1．5 烘焙之后静态物体和非静态物体的实时照明 59
8．1．6 应用光照贴图到VertexLit渲染路径下的材质中 59
8．1．7 通过自己的材质改变实时光源对烘焙后物体的照明 61
8．2 在效果和性能间进行权衡 62
8．2．1 影响全局的Resolution选项 62
8．2．2 影响单个物体的Scale In Lightmap选项 63
8．3 单光照贴图和Forward渲染路径 64
8．3．1 单光照贴图在VertexLit和Forward下面的不同表现 64
8．3．2 准备可应用于烘焙的自发光材质 64
8．3．3 在ForwardBase内计算光照贴图 66
8．3．4 Forward渲染路径下烘焙之后的实时照明 67
8．4 单光照贴图在Deferred渲染路径下的实时阴影 69
8．5 双光照贴图和Deferred渲染路径 69
8．5．1 全局GI、间接照明以及双光照贴图 69
8．5．2 混合双光照贴图和实时照明 69
8．5．3 观察混合过程 71
8．5．4 双光照贴图的使用限制 72
8．6 双光照贴图和Forward渲染路径
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