【Unity Shader】片段着色器（Fragment Shader）的概念及其使用方法

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在Unity和图形编程中，片段着色器（Fragment Shader）是渲染管线中的一个阶段，负责计算屏幕上每个像素（片段）的颜色和特性。片段着色器通常在顶点着色器和任何几何处理之后运行，是决定最终像素颜色的关键步骤。

Fragment Shader的概念：

像素处理：片段着色器处理经过顶点着色器和几何着色器处理后，映射到屏幕空间的像素。
颜色计算：它计算每个像素的颜色值，这可能包括纹理采样、光照计算、混合模式等。
透明度和混合：片段着色器可以处理透明度和混合逻辑，影响像素如何与屏幕上已有内容结合。
细节和效果：可以实现各种视觉效果，如阴影、高光、环境光遮蔽等。

Fragment Shader的用法：

纹理映射：使用纹理坐标从纹理中采样颜色。
光照和着色：根据光照模型计算光照对颜色的影响。
环境效果：实现环境光遮蔽、反射、折射等效果。
后处理：在某些情况下，片段着色器也用于实现后处理效果。

代码示例：

以下是一个简单的Unity Shader代码示例，展示了一个基础的片段着色器：

Shader "Custom/SimpleFragmentShader" {Properties {_MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}}SubShader {Tags { "RenderType"="Opaque" }LOD 100Pass {CGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#include "UnityCG.cginc"struct appdata {float4 vertex : POSITION;float2 uv : TEXCOORD0;};struct v2f {float4 pos : SV_POSITION;float2 uv : TEXCOORD0;};sampler2D _MainTex;float4 _MainTex_ST;v2f vert (appdata v) {v2f o;o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);o.uv = v.uv * _MainTex_ST;return o;}fixed4 frag (v2f i) : SV_Target {// 从纹理中采样颜色fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);// 直接返回采样的颜色return col;}ENDCG}}FallBack "Diffuse"
}

在这个Shader中，我们定义了一个纹理属性_MainTex，它是一个2D纹理，可以在Unity编辑器中设置。在SubShader块中，我们定义了一个Pass，其中包含了顶点着色器（vert）和片段着色器（frag）的代码。

顶点着色器负责将顶点坐标转换到裁剪空间，并计算纹理坐标。片段着色器接收顶点着色器传递的屏幕空间纹理坐标，并使用tex2D函数从纹理中采样颜色，然后返回这个颜色作为最终像素颜色。

请注意，这个示例中的片段着色器非常简单，仅用于演示基本的纹理映射。实际应用中，片段着色器可能会包含更复杂的光照模型、混合逻辑和其他视觉效果的计算。Shader编写是一个专业领域，需要对图形渲染管线和着色语言有深入的理解。

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