Vertex数据的输入与输出

案例

在mesh网格中立方体的范围从-0.5到+0.5，当传入POSITION数据时才用了float2类型，实际上只传入了xy两个分量，输出的pos经过float4重置组合，将w分量设为1，为了保证矩阵相乘时结果不出错，把这样的pos传给片元着色器时，片元程序默认pos已经经过矩阵变换了，所以就将其映射到设备空间，在设备空间当中，最左边到最右边的x值与y值，是从-1到+1，所以随着屏幕的缩小与放大，这个图形总是等比例适配于屏幕空间这类的Shader不是大多数使用的，如果要做关于UI的系统，可以在用这类Shader的原理（在实际UI系统当中，还要考虑到让图形显示在所有场景的最上面，也就是最靠近摄像机的位置，当然还考虑到资源架构的组织问题）

void vert(in float2 objPos:POSITION,out float4 pos:POSITION,out fixed4 col:COLOR)
{
 pos=float4(objPos,0,1);
 col=pos;
}

void frag(inout fixed4 col:COLOR)
{
 float arr[]={0.5,0.5};
 col.y=Func2(arr);
}

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输入与输出

作为一个顶点程序，其实可以有返回值的

（修改前）

void vert(in float2 objPos:POSITION,out float4 pos:POSITION,out fixed4 col:COLOR)
{
 pos=float4(objPos,0,1);
 col=pos;
}

（修改后）

float4 vert(in float2 objPos:POSITION,out float4 pos:POSITION): COLOR
{
 pos=float4(objPos,0,1);
 return pos;
}

💡 将col作为顶点程序的返回值返回，类型为float4，顶点程序后面，要加上语义，以表示返回值的语义，例如上方在vert顶点程序中加上了: COLOR,说明返回值返回的是一个float4类型的COLOR颜色如果没有写上语义，将无法编译此着色器，导致报错

Screenshot 2023-02-19 at 12.08.41 AM.png

其实函数可以带上语义的

frag片元函数也一样

fixed4 frag(in fixed4 col:COLOR):COLOR
{
 float arr[]={0.5,0.5};
 col.y=Func2(arr);
 return col;
}

语义重复

在下方程序当中，objPos，定义为inout，既是输入又是输入，输出的POSITION语义与pos输出的语义重复了，片段程序不知道哪一个才是vert输出的POSITION，所以导致该着色器编译失败，出现报错

float4 vert(inout float2 objPos:POSITION,out float4 pos:POSITION): COLOR
{
 pos=float4(objPos,0,1);
 return pos;
}

Screenshot 2023-02-19 at 12.14.48 AM.png

Unity当中语义本身不能重复，可以有多个输出，但一个语义只能有一个输出

float4 vert(in float2 objPos:POSITION,out float4 pos:POSITION,out float2 opos:POSITION): COLOR
{
 pos=float4(objPos,0,1);
 return pos;
}

fixed4 frag(in float2 opos:POSITION,in fixed4 col:COLOR):COLOR
{
 float arr[]={0.5,0.5};
 col.y=Func2(arr);
 return col;
}

Screenshot 2023-02-19 at 12.29.04 AM.png

在下方的的vert函数中out输出的opos的语义COLOR与vert函数返回值输出的语义COLOR也发生的重复，所以导致了着色器编译不通过报错

Screenshot 2023-02-19 at 12.38.52 AM.png

float4 vert(in float2 objPos:POSITION,out float4 pos:POSITION,out float2 opos:COLOR): COLOR
{
 pos=float4(objPos,0,1);
 opos=float2(1,1);
 return pos;
}

将vert中的模型坐标传给frag

在下方的Shader程序当中将传入的POSITION也就是objPos赋值给opos，由于都是float2类型，所以可以互相赋值 💡 语义只是强调参数的环境与具体用途，语义不同，只要类型相同就可以赋值

float4 vert(in float2 objPos:POSITION,out float4 pos:POSITION,out float2 opos:TEXCOORD0): COLOR
{
 pos=float4(objPos,0,1);
 opos=objPos;
 return pos;
}

fixed4 frag(in float2 opos:TEXCOORD0,in fixed4 col:COLOR):COLOR
{
 float arr[]={0.5,0.5};
 col.y=Func2(arr);
 return col;
}

结构体

在实际编写过程中，着色器通常需要输入输出多个参数。结构体的作用在于可以同时将顶点坐标、法线向量和第一套UV等传入到顶点着色器，然后再同时输出裁切空间的顶点坐标、世界空间顶点坐标、世界空间法线向量和纹理坐标到片段着色器。由于函数有多个输入输出，结构体可以让代码编写更加方便，且美观。

结构体的语法

结构体允许存储多个不同类型的变量，并且将多个变量包装成为一个整体进行输入或者输出。结构体语法如下：

struct Type
{
 //变量
};

例如：

struct v2f{
 float4 pos:POSITION;
 float2 objPos:TEXCOORD0;
};

在vert与frag函数中传入此结构体

struct v2f{
 float4 pos:POSITION;
 float2 objPos:TEXCOORD0;
};

v2f vert(in float2 objPos:POSITION)
{
 v2f v;
 v.pos=float4(objPos,0,1);
 v.objPos=objPos;
 return v;
}

fixed4 frag(in float4 pos: POSITION,in float2 opos:TEXCOORD0):COLOR
{
 return float4(opos,0,1);
}

💡 要注意，结构体必须要声明在使用的函数前面，否则将出现如下报错

Screenshot 2023-02-19 at 1.17.23 PM.png

别名

在声明struct的时候，也可以通过别名的方式，进行声明给结构体起一个别名，如：

typedef 
![struct](https://so.csdn.net/so/search?q=struct&spm=1001.2101.3001.7020)
 ABC{
 ...
}S;

这就为结构体ABC定义了一个别名S。以后写S x；就等价于写struct ABC x 。例如：

typedef struct {
 float4 pos:POSITION;
 float2 objPos:TEXCOORD0;
}v2f;

💡 但要注意CG语言当中不像C语言，是不支持指针，所以在别名时，也不能使用*p指针

完整代码

Shader "Learning/CGPROGRAM/vf3"
{
 SubShader
 {
 pass{

 CGPROGRAM

 #pragma vertex vert

 #pragma fragment frag

 float Func2(float arr[2])
 {
 float sum=0;
 for (int i=0;i💡 这样的组织方式，可以保证以后要编写的着色器都可以引用cginc文件，不用重复编写结构体

Shader “Learning/CGPROGRAM/vf3” { SubShader { pass{ CGPROGRAM #pragma vertex vert #pragma fragment frag //引入sbin.cginc #include “sbin.cginc” typedef struct { float4 pos:POSITION; float2 objPos:TEXCOORD0; fixed4 col:COLOR; }v2f; v2f vert(appdata_base v) { v2f o; o.pos=float4(v.pos,0,1); o.objPos=float2(1,0); o.col=v.col; return o; } fixed4 frag(v2f IN):COLOR { return IN.col; } ENDCG } } }

## UnityShaderLab中Build in的结构体

包含在UnityCG.cginc当中

struct appdata_base { float4 vertex : POSITION;//顶点，(采用4维向量) float3 normal : NORMAL;//法向量 float4 texcoord : TEXCOORD0;//纹理坐标 UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID }; //正切， struct appdata_tan { float4 vertex : POSITION; float4 tangent : TANGENT;//切线数据 float3 normal : NORMAL; float4 texcoord : TEXCOORD0; UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID }; //能够为顶点着色器，提供的所有数据 struct appdata_full { float4 vertex : POSITION; float4 tangent : TANGENT; float3 normal : NORMAL; float4 texcoord : TEXCOORD0; float4 texcoord1 : TEXCOORD1; float4 texcoord2 : TEXCOORD2; float4 texcoord3 : TEXCOORD3; fixed4 color : COLOR; UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID }; ``` 💡 在着色器当中，顶点程序，需要从应用程序中接受它要使用的参数，其主要内容，就是顶点当中应当包括的信息，为了能够结构话组织数据的输入，可以利用结构体对数据进行包装，经过结构体对包装之后，就可以在结构体的成员当中使用提供给顶点程序的数据 💡 由于顶点程序向片元程序输出的数据，由于需求目的不同，所以无法在每一个着色器当中去确定哪些是需要用到的数据，于是无法做一个统一的方式写在cginc当中当然如果在某些特殊的需求下，固定传入的数据的情况下，可以写在自定义的cginc当中

案例#

输入与输出#

作为一个顶点程序，其实可以有返回值的#

其实函数可以带上语义的#

语义重复#

将vert中的模型坐标传给frag#

结构体#

结构体的语法#

别名#

完整代码#

案例