创建一个最简单的顶点/片元着色器

使用unity版本如下：

第一步：去掉初始的天空盒子，只是为了得到更加原始的效果：

第二步：创建Shader文件和材质（前面提到过材质是shader 的载体），并将shader赋给材质（路径可以点开shader查看，也可以自己修改好路径后再赋值）。

第三步：创建物体调整到合适位置，并将材质赋值给物体，这样可以观察到shader 的效果（在没修改过shader 的情况下可以看到默认的效果：标准表面着色器）。

第四步：修改shader，达到自己想要的效果，在这里实现一个最简单的，代码（很多内容在第二篇笔记完整代码中有详细注释）如下：

Shader "Custom/SimpleShader"
{
    SubShader
    {
       Pass{
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            float4 vert(float4 v:POSITION):SV_POSITION{
                return UnityObjectToClipPos(v);//模型空间到裁剪空间，即MVP矩阵，等同于mul(UNITY_MATRIX_MVP,*)
            }
            fixed4 frag():SV_Target{
                return fixed4(1.0,1.0,1.0,1.0);//返回一个颜色并存储到了渲染目标中（由语义SV_Target表示）
            }
            ENDCG
       }
    }
}

效果：

通过语义来限定输入输出。可以使用结构体来丰富着色器的输入输出，通过语义填充到结构体内的数据是由材质的Mesh Render 提供的，在每帧调用Draw Call的时候，Mesh Render组件会负责渲染的模型数据发送给Unity Shader。也可以通过结构体来完成顶点着色器和片元着色器之间的通信。需要注意的是顶点着色器中，必须包含一个由SV_POSITION限定的变量，这样渲染器才能得到裁剪空间下的顶点坐标。顶点着色器是逐顶点调用的，而片元着色器是逐片元，所以片元着色器的输入是把顶点着色器的输出进行插值得到的。

在Properties语义中限定的属性可以在选择该shader的材质的面板上进行调节。ShaderLab属性类型（左）和Cg中变量类型（右）之间的匹配关系：

Cg变量前加上uniform关键字代表提供一些初始值如何指定和存储的信息，且在unity shader中是可以省略的。

Unity提供的内置文件和变量

内置的包含文件：#include “filename”   ，文件后缀为.cginc

还提供了一些内置的变量：坐标变换、摄相机参数，用于访问时间、光照、雾效和环境光等目的的变量。大多位于内置文件中。

Cg/HLSL语义

需要注意在DirectX以后，有了新的语义类型：系统数值语义，就是以SV开头的，这类值具有特定含义，要注意使用。

常用语义：

需要注意一个语义可以使用的寄存器只能处理4个浮点值（float），因此矩阵类型可采用分成多个变量的形式。

Debug

第一种方法：假彩色图像（false-color image）——用于可视化一些数据，主要是把需要调试的变量映射到[0,1]，然后把他们作为颜色输出到屏幕上，然后通过像素颜色来判断这个值的正确性。

一维数据可以选择一个单独的颜色分量进行输出，其他分量=0。如果是多维数据，则可以选择对每一维数据进行单独调试，或者选择多个颜色分量进行输出。

Shader "Custom/FalseColor" 
{ 
    SubShader 
    { 
        Pass{ 
            CGPROGRAM 
            #pragma vertex vert 
            #pragma fragment frag 
            #include "UnityCG.cginc" 
            struct v2f{ 
                 float4 pos:SV_POSITION; 
                 fixed4 color:COLOR0; 
            }; 
            v2f vert(appdata_full v)
            { 
                 v2f o; 
                 o.pos=UnityObjectToClipPos(v.vertex); 
                 //可视化法线方向 
                 o.color=fixed4(v.normal*0.5+fixed3(0.5,0.5,0.5),1.0); 
                 return o; 
            } 
            fixed4 frag(v2f i):SV_Target
            { return i.color; } 
            ENDCG 
        } 
    } 
}

效果：

第二种方法：利用Visual Studio——Graphics Debugger，可以查看每个像素的最终颜色、位置等信息，还可以对顶点着色器和片元着色器进行单步调试。（仅可在DirectX11平台运行）

根据官方文档进行安装：https://docs.unity3d.com/Manual/SL-DebuggingD3D11ShadersWithVS.html

第三种方法：帧调试器

渲染平台的差异

在开启了抗锯齿并使用了渲染到纹理技术时，unity不会自动处理翻转问题来消除平台间的差异。这种问题在只处理一张渲染图像的时候也没有影响，但是在处理多张渲染图像的时候要注意，在开启了抗锯齿以后，这些图像在竖直方向上的朝向可能是不同的（该问题仅出现于DirectX中）。

不同平台对shader语义要求也不同，DirectX更严格。还要注意语义差异，例如尽量使用系统数值语义。

注意

1. Cg/HLSL中三种精度的数值类型：float、half、fixed（-2.0~+2.0）
2. 规范语法
3. 避免不必要的计算
4. 慎用分支和循环语句
5. 不要除0