以下内容来自《Unity Shader入门精要》
作为shader编程的核心，需要重点复习一下。要理解这两个着色器，还要从GPU的渲染说起。

概览

1. 顶点着色器 Vertex

顶点着色器的输入来自CPU，本身不可以创建或者销毁任何顶点，而且无法得到定点与顶点之间的关系，例如我们无法知道两个顶点是否属于同一个三角网络。但正是因为这样的相互独立性，GPU可以利用本身的特性并行化处理每一个顶点，这意味着这一阶段的处理速度会很快。
顶点着色器主要完成的工作有：坐标变换和驻点光照

• 坐标变换
  对顶点的坐标进行某种变换。顶点着色器可以在这一步中修改顶点的位置。相应的例子，我们可以通过改变顶点位置来模拟水面、布料等。还有一个重要的坐标变换的目标，就是把顶点坐标从模型空间转换到齐次裁剪空间。
  类似 o.pos = mul(UNITY_MVP, v.position); 这样的代码，就是把顶点坐标从模型空间转到齐次裁剪空间，其中的UNITY_MVP使用的应该是MVP矩阵。
• 逐顶点光照（书中未介绍）

2. 裁剪

3. 屏幕映射

4. 三角形设置

光栅阶段开始接收到的是 三角网格的顶点，即我们得到的是三角网格每条边的两个端点。通过“三角形设置”我们可以获得整个三角网格每条边上的像素坐标。它的输出是为了给下一个阶段做准备。

5. 三角形遍历

根据几何阶段输出的定点信息，最终得到该三角网格覆盖的像素位置。对应像素会生成一个片元，而片元中的状态是对3个顶点的信息进行插值得到的。
这一步的输出就是得到一个片元序列，其内容包括但不限于它的屏幕坐标、深度信息，以及其他从几何阶段输出的定点信息，例如法线、纹理坐标等

6. 片元着色器 Fragment

片元着色器（像素着色器）的输入时上一个阶段对定点信息插值得到的结果，更具体来说，时根据那些从顶点着色器中输出的数据插值（三角形遍历）得到的。
在这一个阶段中可以完成很多重要的渲染技术，其中最重要的技术之一是纹理采样。为了在片元着色器中进行纹理采样，我们通常会在顶点着色器阶段输出每个顶点对应的纹理坐标，然后经过光栅化阶段对三角网格的三个顶点对应的纹理坐标进行插值候，就可以得到其覆盖的片元的纹理坐标了

7. 逐片元操作

当前阶段主要为对各种片元进行“测试”，书中介绍的是模板测试和深度测试，最后来一个混合。当前阶段是高度可配置性的，注意这个和可编程不同，是开发者设置测试阈值

案例

1. 顶点着色器和片元着色器的通信

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Shader "Unity Shaders Book/Chapter 5/Simple Shader" {
  SubShader {
    Pass {
      CGPROGRAM

      #pragma vertex vert
      #pragma fragment frag

      // 从把数据从应用阶段传递到顶点着色器
      struct a2v {
        flaot4 vertex : POSITION;
        float3 normal : NORMAL;
        flaot4 texcoord : TEXCOORD0;
      };

      // 使用一个结构体来定义顶点着色器的输出，并作为片元着色器的输入
      struct v2f {
        // SV_POSITION代表了顶点在裁剪空间中的位置信息
        float4 pos : SV_POSITION;
        // COLOR用于存储颜色信息
        fixed3 color : COLOR0;
      };

      v2f vert(a2v v) {
        v2f o;
        o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
        // v.normal 包含了顶点的法线向量，范围在[-1, 1]之间
        // 下面代码把分量范围映射到了[0, 1.0]
        // 存储到o.color 传递给片元着色器
        o.color = v.normal * 0.5 + fixed3(0.5, 0.5, 0.5);
        return o
      }

      // 输入是把顶点着色器的输出进行插值后得到的结果
      fixed4 frag(v2f i) : SV_Target {
        // 将插值候的 i.color 显示到屏幕上
        return fixed4(i.color, 1.0);
      }

      ENDCG
    }
  }
}

《Unity Shader 入门精要》学习记录

在贴纹理的shader中，我们要在Cg代码片中为纹理类型的属性声明一个float4类型的变量 _MainTex_ST。在Unity中，使用 纹理名_ST的方式来生命某个纹理的属性。
其中，ST是缩放和平移的缩写，_MainTex_ST可以让我们得到该纹理的缩放和平移值，_MainTex_ST.xy 是缩放,_MainTex_ST.zw是偏移值，我们可以在面板的纹理属性中调节

在UnityShader入门精要这本书中的例子里，定义了从应用到顶点着色器中包含的 第一组纹理坐标， float4 texcoord : TEXCOORD0; 然后又定义了从顶点着色器到片元着色器中的变量 float2 uv : TEXCOORD2;以便在片元着色器中使用该坐标进行纹理采样
uv的计算是： uv = v.texcoord.xy * _MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw; 其中，v.texcoord.xy 是当前顶点对应的纹理坐标？，然后使用 纹理的 _MainTex_ST.xy 对坐标进行缩放，然后再使用偏移属性 _MainTex_ST.zw对结果进行偏移。不过这个式子可以使用unity自带的 uv = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex_ST) 进行省略计算

书中例子，注意，一下代码未放到unity中进行试验，仅将书中内容打一遍

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Shader "Unity Shaders Book/Chapter 7/Siginle Texture" {
  Properties {
    _Color ("Color Tint", Color) = (1, 1, 1, 1)
    _MainTex ("Main Tex", 2D) = "white" {}
    _Specular ("Specular", Color) = (1, 1, 1, 1)
    _Gloss ("Gloss", Range(8.0, 256)) = 20
  }
  SubShader {
    Pass {
      Tags {"LightMode" = "ForwardBase"}
      CGPROGRAM

      #pragma vertex vert
      #pragma fragment frag

      #include "Lighting.cginc"

      fixed4 _Color;
      sampler2D _MainTex; // 对应的是Properties中的_MainTex
      float4 _MainTex_ST; // 直接声明，用来表示 _MainTex 这个纹理的属性，xy为缩放值，zw为偏移值
      fixed4 _Specular;
      float _Gloss; // 高光反射中使用的幂

      struct a2v {
        float4 vertex : POSITION;
        float3 normal : NORMAL;
        float4 textcoord : TEXCOORD0;
      };

      // 创建用于从 顶点着色器 向 片元着色器 通信
      struct v2f {
        float4 pos : SV_POSITION;
        float3 worldNormal : TEXCOORD0; // 看来这个0 和下面的 1 都是针对当前数据结构的，也就是说，和上面的a2v没太多关系
        float3 worldPos : TEXCOORD1;
        float2 uv : TEXCOORD2;  // 存储最终计算出的纹理坐标，以便在片元着色器中使用坐标进行纹理采样
      };

      v2f vert(a2v v) {
        v2f o;
        // 计算顶点在裁剪空间中的位置
        o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
        // 获取法线在世界坐标系中的表现形式
        o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
        // 获得顶点在世界坐标系中的位置
        o.worldPos = mul(_Object2World, v.vertex).xyz
        o.uv = v.texcoord.xy * _MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw
        // 在这里，计算uv可以通过unity内置方法来解决
        // o.uv = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex);  // 此处的 _MainTex 指的是上面我们在Properties中定义的纹理变量
        return o;
      }

      fixed4 frag(v2f i) : SV_Target {
        fixed3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);
        // 获得世界空间中的光照方向
        fixed3 worldLightDir = normalize(UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos))

        // Use the texture to sample the diffuse color
        // 获得贴图中的颜色，取样用来做漫反射光照（漫反射颜色，可以理解为，在漫反射的情况下，加之自身颜色的作用，的最终值）
        // albedo 意为 反射率，漫反射系数
        fixed3 albedo = text2D(_MainTex, i.uv).rgb * _Color.rgb;

        // 环境光，由 环境光 与 albedo 相乘，得到其环境光部分。
        fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz * albedo;

        // 计算得出漫反射颜色
        fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * albedo * max(0, dot(worldNormal, worldLightDir));

        // 获得高光反射值，使用的是 Blinn-Phong高光模型
        // 观察方向， r向量
        fixed3 viewDir = normalize(UnityWorldSpaceViewDir(i.worldPos));
        // 使用的是Blinn-Phong模型中的 half，计算的是 观察方向和光源方向相加的归一化
        fixed3 halfDir = normalize(worldLightDir + viewDir);
        // 计算高光反射内容
        fixed3 specular = _LightColor0.rgb * _Specular.rgb * pow(max(0, dot(worldNormal, halfDir)), _Gloss);

        return fixed4(ambient + diffuse + specular, 1.0);
      }
    }
  }
}

学习自《Unity Shader入门精要》 - 2.3 GPU流水线

当GPU从CPU获得渲染命令后，会执行GPU流水线操作，该命令会指向一个需要被渲染的图元（图元可以是点、线、三角面等）列表，而不包含任何材质信息
当确定执行Draw Call时，GPU会根据渲染状态（材质、纹理、着色器等）和所有的输入定点数据进行计算。

渲染流程图

渲染总流程

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op1=>operation: 应用阶段
op2=>operation: 几何操作
op3=>operation: 光栅化阶段

op1(right)->op2(right)->op3

应用阶段

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op1=>operation: 加载数据到显存
op2=>operation: 设置渲染状态
op3=>operation: 调用Draw Call

op1(right)->op2(right)->op3

几何阶段

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op1=>operation: 顶点着色器
op2=>operation: 曲面细分着色器
op3=>operation: 几何着色器
op4=>operation: 裁剪
op5=>operation: 屏幕映射

op1(right)->op2(right)->op3(right)->op4(right)->op5

光栅化阶段

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op1=>operation: 三角形设置
op2=>operation: 三角形遍历
op3=>operation: 片元着色器
op4=>operation: 逐片源操作

op1(right)->op2(right)->op3(right)->op4

《Unity Shader 入门精要》学习记录

在贴纹理的shader中，我们要在Cg代码片中为纹理类型的属性声明一个float4类型的变量 _MainTex_ST。在Unity中，使用 纹理名_ST的方式来生命某个纹理的属性。
其中，ST是缩放和平移的缩写，_MainTex_ST可以让我们得到该纹理的缩放和平移值，_MainTex_ST.xy 是缩放,_MainTex_ST.zw是偏移值，我们可以在面板的纹理属性中调节

在UnityShader入门精要这本书中的例子里，定义了从应用到顶点着色器中包含的 第一组纹理坐标， float4 texcoord : TEXCOORD0; 然后又定义了从顶点着色器到片元着色器中的变量 float2 uv : TEXCOORD2;以便在片元着色器中使用该坐标进行纹理采样
uv的计算是： uv = v.texcoord.xy * _MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw; 其中，v.texcoord.xy 是当前顶点对应的纹理坐标？，然后使用 纹理的 _MainTex_ST.xy 对坐标进行缩放，然后再使用偏移属性 _MainTex_ST.zw对结果进行偏移。不过这个式子可以使用unity自带的 uv = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex_ST) 进行省略计算

书中例子

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Shader "Unity Shaders Book/Chapter 7/Siginle Texture" {
  Properties {
    _Color ("Color Tint", Color) = (1, 1, 1, 1)
    _MainTex ("Main Tex", 2D) = "white" {}
    _Specular ("Specular", Color) = (1, 1, 1, 1)
    _Gloss ("Gloss", Range(8.0, 256)) = 20
  }
}

以下内容抄自：Unity3d IEnumerator 协程的理解

协程是什么

从程序结构的角度来讲，协程是一个有限状态机，这样说可能并不是很明白，说到协程（Coroutine），我们还要提到另一样东西，那就是子例程（Subroutine），子例程一般可以指函数，函数是没有 状态 的，等到它return之后，它的所有局部变量就消失了，但是在协程中我们可以在 一个函数里多次返回， 局部变量被当作状态保存在协程函数中，知道最后一次return，协程的状态才别清除。

简单来说，协程就是：你可以写一段顺序的代码，然后标明哪里需要暂停，然后在下一帧或者一段时间后，系统会继续执行这段代码。

协程怎么用？

一个简单的C#代码，如下：

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IEnumerator LongComputation()
{
    while(someCondition)
    {
        /* 做一系列的工作 */
 
        // 在这里暂停然后在下一帧继续执行
        yield return null;
    }
}

协程是怎么工作的

注意上边的代码示例，你会发现一个协程函数的返回值是IEnumerator，它是一个迭代器，你可以把它当成指向一个序列的某个节点的指针 **。它提供了两个重要的接口，分别是Current（返回当前指向的元素）和MoveNext()（将指针向前移动一个单位，如果移动成功，则返回true）**。

通常，如果你想实现一个接口，你可以写一个类，实现成员，等等。 迭代器块（iterator block） 是一个方便的方式实现IEnumerator没有任何麻烦-你只是遵循一些规则，并实现IEnumerator由编译器自动生成。

一个迭代器块具备如下特征：

1. 返回IEnumerator
2. 使用yield关键字

所以yield关键词是干啥的？它声明序列中的下一个值或者是一个无意义的值。如果使用yield x（x是指一个具体的对象或数值）的话，那么movenext返回为true并且current被赋值为x，如果使用yield break使得movenext()返回false。

参考链接：

1. Unity中协程(IEnumerator)的使用方法介绍
2. Unity3D-协程的介绍和使用
3. Unity3D 中的System.EventHandler使用详解
4. Unity中任务系统书写
5. Unity3D 任务系统设计 继承自4

【阿空】Unity的可編程物件：ScriptableObject！操作视频
简单应用视频，看完之后，大体了解了ScriptableObject可以帮助我们实现数据的存储，而不是自己写xml+xml解释器等东西，相对来说很方便，且其中的[CreateAssetMenu]可以帮助我们很方便的创建数据。

【Unity】ScriptableObject的介绍 - 冯乐乐博客
看了前小部分，突然明白为什么ScriptableObject可以实现直接存储数据了，如果一个脚本引用了ScriptableObject，那它是会随着使用者的更改而永久更改，就不会出现“结束一次运行，期间调整的内容恢复到原状态”这种情况了。

其他内容
Unity學習筆記#9 :更多ScriptableObject的妙用

以下内容来自《Unity Shader入门精要》
作为shader编程的核心，需要重点复习一下。要理解这两个着色器，还要从GPU的渲染说起。

概览

1. 顶点着色器 Vertex

顶点着色器的输入来自CPU，本身不可以创建或者销毁任何顶点，而且无法得到定点与顶点之间的关系，例如我们无法知道两个顶点是否属于同一个三角网络。但正是因为这样的相互独立性，GPU可以利用本身的特性并行化处理每一个顶点，这意味着这一阶段的处理速度会很快。
顶点着色器主要完成的工作有：坐标变换和驻点光照

• 坐标变换
  对顶点的坐标进行某种变换。顶点着色器可以在这一步中修改顶点的位置。相应的例子，我们可以通过改变顶点位置来模拟水面、布料等。还有一个重要的坐标变换的目标，就是把顶点坐标从模型空间转换到齐次裁剪空间。
  类似 o.pos = mul(UNITY_MVP, v.position); 这样的代码，就是把顶点坐标从模型空间转到齐次裁剪空间，其中的UNITY_MVP使用的应该是MVP矩阵。
• 逐顶点光照（书中未介绍）

2. 裁剪

3. 屏幕映射

4. 三角形设置

光栅阶段开始接收到的是 三角网格的顶点，即我们得到的是三角网格每条边的两个端点。通过“三角形设置”我们可以获得整个三角网格每条边上的像素坐标。它的输出是为了给下一个阶段做准备。

5. 三角形遍历

根据几何阶段输出的定点信息，最终得到该三角网格覆盖的像素位置。对应像素会生成一个片元，而片元中的状态是对3个顶点的信息进行插值得到的。
这一步的输出就是得到一个片元序列，其内容包括但不限于它的屏幕坐标、深度信息，以及其他从几何阶段输出的定点信息，例如法线、纹理坐标等

6. 片元着色器 Fragment

片元着色器（像素着色器）的输入时上一个阶段对定点信息插值得到的结果，更具体来说，时根据那些从顶点着色器中输出的数据插值（三角形遍历）得到的。
在这一个阶段中可以完成很多重要的渲染技术，其中最重要的技术之一是纹理采样。为了在片元着色器中进行纹理采样，我们通常会在顶点着色器阶段输出每个顶点对应的纹理坐标，然后经过光栅化阶段对三角网格的三个顶点对应的纹理坐标进行插值候，就可以得到其覆盖的片元的纹理坐标了

7. 逐片元操作

当前阶段主要为对各种片元进行“测试”，书中介绍的是模板测试和深度测试，最后来一个混合。当前阶段是高度可配置性的，注意这个和可编程不同，是开发者设置测试阈值

案例

1. 顶点着色器和片元着色器的通信

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Shader "Unity Shaders Book/Chapter 5/Simple Shader" {
  SubShader {
    Pass {
      CGPROGRAM

      #pragma vertex vert
      #pragma fragment frag

      // 从把数据从应用阶段传递到顶点着色器
      struct a2v {
        flaot4 vertex : POSITION;
        float3 normal : NORMAL;
        flaot4 texcoord : TEXCOORD0;
      };

      // 使用一个结构体来定义顶点着色器的输出，并作为片元着色器的输入
      struct v2f {
        // SV_POSITION代表了顶点在裁剪空间中的位置信息
        float4 pos : SV_POSITION;
        // COLOR用于存储颜色信息
        fixed3 color : COLOR0;
      };

      v2f vert(a2v v) {
        v2f o;
        o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
        // v.normal 包含了顶点的法线向量，范围在[-1, 1]之间
        // 下面代码把分量范围映射到了[0, 1.0]
        // 存储到o.color 传递给片元着色器
        o.color = v.normal * 0.5 + fixed3(0.5, 0.5, 0.5);
        return o
      }

      // 输入是把顶点着色器的输出进行插值后得到的结果
      fixed4 frag(v2f i) : SV_Target {
        // 将插值候的 i.color 显示到屏幕上
        return fixed4(i.color, 1.0);
      }

      ENDCG
    }
  }
}

本节内容来自 卡通渲染（上）：致从没看懂过着色器代码的你

关于如何进行光照计算

在明白了这点之后，我们就能够理解如何进行光照计算了。

1. 将光源位置（这是通过参数传入的）乘以模型视图矩阵（这是着色器提供给我们的），就能得到光源相对于摄像机的位置
2. 将这一位置归一化（就是计算单位向量），得到光源相对于摄像机的角度
3. 将其点乘单位法向量，得到亮度值（回想一下，两个向量点乘的意思是，获得一个向量在另一个向量上的投影，所以，这里得到的是光源在法向量方向的投影长度，它决定了一个点有多亮）

MVP矩阵

其中，中间的三项有个非常霸气的名字：MVP 矩阵！
为什么不是 PVM ？
因为从逻辑上来说，是先把模型点坐标向量乘以模型矩阵，然后乘以视图矩阵，然后乘以投影矩阵，然后乘以视口矩阵的。所以先后顺序的确是 MVP。
我们知道矩阵乘法是一个很耗时的操作，而由于模型矩阵和视图矩阵更可能是不变的，因而根据矩阵结合律，将它们先相乘得到模型视图矩阵（modal-view matrix），再与点坐标相乘。这样，以后几帧的计算，就可以不用分别乘以模型矩阵和视图矩阵，而是只乘以模型视图矩阵，达到减少矩阵乘法的次数的效果。
这一点稍作了解即可，如果看不懂，你只需要了解——
一个物体的三维坐标向量，乘以模型视图矩阵后，能够得到它在试图坐标系中的位置，也就是它相对于摄像机的坐标位置。

关于Pass的理解

介于目前还未深入学习图形学，现在所学习的内容均基于《UnityShader入门精要》与网络
渲染中的pass是什么意思（知乎）？
来源：知乎
就是一次像素处理和一次顶点处理
也就是一次绘制。
有些渲染需要多次绘制有的一次绘制即可。
比如说模糊，可以垂直一个pass加水平一个pass 来处理，
也可以合并到一个pass处理，但如果是sm2，受到限制可能必须拆开成为两个pass才能做

一夜九卷的cxc的回答
来源：知乎
相似问题：计算机图形里面的RenderingPass（渲染通道）我这样理解对吗？
1.一个渲染通道就是走完一个图形底层的渲染流程（VS->TS->GS->光栅化->PS）吗？
对，一个rendering pass就是完整的走一遍渲染管线，每一个pass最终都得到一帧数据，放在绑定的帧缓存中（可以是off-screen方式，也可以直接渲染到系统帧缓存）,一个帧缓存对象可以挂载深度缓存，颜色缓存，模板缓存。后续的pass可以通过纹理采样的方式来获取前驱pass得到的颜色、深度或者模板信息。
2.然后多个渲染通道混合在一起最后组成一帧呈现到屏幕上？我这样理解对吗？
可以说对，也可以说不对。要看你怎么定义这个混合操作，一般来说multiple passes都是为了实现一个rendering pass做不到的效果，或者更高效的方式。比如shadowing就是要先渲染depth map，再渲染场景，一遍pass是肯定不行的，因为你没有得到整个场景的depth信息，那你能不能说depth信息和场景信息混合起来就得到了带shadow的场景呢？ 也可以，因为lighting pass确实利用了depth信息。简单来说，多rendering pass中的每一个pass都是相互依赖的，后面的pass一般来说用到了前面pass得到的数据，比如深度信息啊，几何信息啊这些，最后一个pass得到最终的帧缓存，相当于是多道“工序”这么个意思，每个pass都是一道工序。
断水流宗师: 2 个月前一个例子就是『图层』的概念，一直保留上一个子过程的结果。
一夜九卷的cxc (作者) 回复断水流宗师2 个月前不同图层之间的像素是叠加 融混操作来得到最终像素颜色，而不同rendering pass之间不一定会有这种像素颜色的叠加，有可能只是利用某个pass的结果来辅助后续pass作一些判断，比如丢弃片源(early-z)