《Unity 3D ShaderLab 開發實戰詳解(第2版)》全麵講解瞭Unity Shader渲染的實戰技術,全書分為5篇共33章,主要內容為:Shader在3D遊戲中的作用、Shader的實例化、Shader的實現語言等;Unity中Shader的形態、SubShader的重要標簽、可編程Shader、Surface Shader;Shader中用到的各種空間的概念和Shader中的投影矩陣;基本的光照模型;一個被執行的Pass,包括渲染路徑和Pass的LightMode標簽;VertexLit渲染路徑,包括頂點照明和Unity存放光源的方式;Forward渲染路徑;基於光照貼圖的烘焙照明;NDC的驗證;基於LightProbes的照明;平麵陰影;球體陰影;體積陰影;映射陰影;內置的陰影;Pass的通用指令開關;Blend操作;Stencil濛版;固定管綫;Surface Shader;凹凸材質;卡通材質;鏡麵材質;半透明材質;製作透明材質;體積霧;Wrap Model新解;用Shader切割物體;麵積光;體積光;材質替代渲染;自定義材質編輯器;後期效果;地形;投影;Shader的組織和復用。本書還包含你必須知道的渲染概念及基於渲染路徑的優化、移動平颱上的優化等實戰內容,是不可多得的實戰教程。
《Unity 3D ShaderLab 開發實戰詳解(第2版)》適閤移動開發者、遊戲開發者、程序員閱讀,可作為大專院校相關專業的師生用書,也可當作培訓學校的教材。
郭浩瑜,資深的程序員,在Android、iOS開發平颱上開發瞭許多應用,特彆擅長Unity 3D遊戲開發中的渲染技術,現為某著名遊戲公司的項目經理。
第1篇 初識廬山真麵目——Unity 3D Shader
第1章 虛擬世界的“魔法”——Shader(著色器)的概念和在3D遊戲中的作用 2
1.1 Shader的概念 2
1.1.1 虛擬世界中的光明和色彩 2
1.1.2 遊戲開發人員的終點 2
1.1.3 Shader(著色器)簡史 2
1.2 Shader的實例化 3
1.3 Shader的實現語言 3
1.3.1 GPU上的編程 3
1.3.2 Unity中的著色器編程 3
第2章 Unity中Shader(著色器)的形態 4
2.1 Unity通過ShaderLab來組織Shader 4
2.1.1 關鍵字Shader 4
2.1.2 使用SubShader組織Shader的不同實現 4
2.1.3 SubShader的重要標簽 4
2.1.4 SubShader中的Pass塊 5
2.1.5 Pass塊的標簽及其名字的意義 5
2.1.6 使用FallBack保證Shader的廣泛適應性 6
2.2 Unity的ShaderLab所支持的Shader編程語言 6
2.3 Unity中Shader的3種形態 6
2.3.1 固定管綫 6
2.3.2 可編程Shader 7
2.3.3 ShaderLab的驕傲:
Surface Shader 8
2.4 Shader的數據接口:屬性和uniform變量 8
2.4.1 在Properties塊中定義屬性 8
2.4.2 通過圖形界麵操作屬性 9
2.4.3 通過腳本操控屬性 9
2.4.4 矩陣:不能在屬性塊定義的變量 10
2.4.5 在Cg代碼中使用屬性 10
第3章 Shader(著色器)中用到的各種空間概念 11
3.1 模型空間 11
3.1.1 為什麼用模型空間 11
3.1.2 在腳本和Shader中進齣模型空間 11
3.2 世界坐標空間 11
3.2.1 統一錶達:世界坐標空間 11
3.2.2 在腳本和Shader中進齣世界坐標空間 12
3.3 視空間 12
3.3.1 渲染的需要:視空間 12
3.3.2 在腳本和Shader中進齣視空間 12
3.4 空間的一塊:視錐體 12
3.5 剪切空間 13
3.5.1 投影 13
3.5.2 腳本和Shader中的投影矩陣 13
3.5.3 驗證NDC 14
3.6 NDC之後 14
3.6.1 NDC之後發生的事情 14
第4章 基本的光照模型 16
4.1 光源對物體照明的分類 16
4.1.1 間接照明 16
4.1.2 直接照明 16
4.2 照明的計算方式:光照模型 16
4.2.1 漫反射和Lambert 16
4.2.2 鏡麵高光和Phong 17
4.2.3 半角嚮量和BlinnPhong 18
第2篇 讓你的應用更炫彩——Unity中的照明
第5章 第一個被執行的Pass 20
5.1 不同的LightMode被選擇的順序 20
5.1.1 渲染路徑和Pass的LightMode標簽 20
5.1.2 設計可以檢測渲染路徑的材質 20
5.1.3 設計便於檢測渲染路徑的場景 23
5.1.4 VertexLit渲染路徑下Pass的執行 23
5.1.5 Forward渲染路徑下Pass的執行 23
5.1.6 Deferred渲染路徑下Pass的執行 23
5.1.7 不同渲染路徑下的Pass執行規則總結 24
5.2 3個渲染路徑之外 24
5.2.1 LightMode的其他值 24
5.2.2 設計檢測用的材質 24
5.2.3 Always類型的Pass在3種渲染路徑下的執行 26
5.2.4 LightMode的默認值及其在3種渲染路徑下的執行 27
第6章 VertexLit渲染路徑 28
6.1 頂點照明 28
6.1.1 什麼是頂點照明 28
6.1.2 存取光源的變量 28
6.2 頂點照明和Unity存放光源的第一種方式 29
6.2.1 用於調試輸齣的材質 29
6.2.2 設計用於檢測的場景 29
6.2.3 在Vertex Pass中的檢測結果 30
6.2.4 效數據 30
6.3 頂點照明和Unity存放光源的第二種方式 31
6.3.1 用於調試輸齣的材質 31
6.3.2 設計用於檢測的場景 32
6.3.3 在Vertex Pass中的檢測結果 32
6.4 頂點照明和Unity存放光源的第三種方式 33
6.4.1 Unity為Vertex Pass準備的光源 33
6.4.2 設計用於檢測的場景 33
6.4.3 頂點照明中的點光源 33
6.4.4 計算頂點照明的ShadeVertexLights函數 34
6.4.5 頂點照明中的Pixel光源 34
6.4.6 頂點照明中的平行光 35
6.4.7 頂點照明中的燈光信息小結 37
6.4.8 一個頂點照明的實現例子 37
第7章 Forward渲染路徑 39
7.1 渲染物體——ForwardBase和ForwardAdd 39
7.1.1 設計檢測用的場景和材質 39
7.1.2 ForwardBase和ForwardAdd的錶現 41
7.2 Forward渲染路徑下的重要光源 41
7.2.1 設計檢測用的材質 41
7.2.2 不存在Pixel光源時的情況 42
7.2.3 存在Pixel平行光時的情況 42
7.2.4 存在Pixel點光源時的情況 42
7.2.5 有多種類型的Pixel光源時的情況 43
7.2.6 Forward渲染路徑下的Pixel光源小結 43
7.3 重要光源在ForwardAdd內的執行 43
7.3.1 設計用來檢測Pixel光源的材質 43
7.3.2 設計檢測用的場景 46
7.3.3 檢測結果:ForwardAdd如何被執行 46
7.4 ForwardBase和Unity存放光源的第一種方式 47
7.4.1 設計檢測用的材質 47
7.4.2 第一種方式內的Vertex點光源 48
7.4.3 第一種方式內的平行光 48
7.4.4 第一種方式內的重要Pixel點光源 48
7.4.5 隻有ForwardBase時的情況總結 49
7.4.6 ForwardAdd對ForwardBase內光源的影響 49
7.4.7 有ForwardAdd時存放光源數據第一種方式的總結 51
7.5 ForwardAdd和Unity存放光源的第一種方式 51
7.5.1 設計檢測用的材質 51
7.5.2 設計檢測用的場景 52
7.5.3 ForwardAdd內的Pixel光源 52
7.5.4 ForwardAdd內的平行光 53
7.5.5 數組變量unity_4LightPos的使用情況分析 53
7.6 Forward渲染路徑和Unity存放光源的第三種方式 53
7.6.1 檢測ForwardBase內情況的材質 53
7.6.2 檢測結果:第三種方式不包含對ForwardBase有效的數據 54
7.6.3 檢測結果:第三種方式不包含對ForwardAdd有效的數據 54
7.7 Forward渲染路徑總結 55
7.7.1 Forward渲染路徑下材質的適應性 55
7.7.2 Unity如何為Forward渲染路徑設置光源 55
第8章 基於光照貼圖的烘焙照明 56
8.1 單光照貼圖和VertexLit渲染路徑 56
8.1.1 測試烘焙的場景 56
8.1.2 烘焙場景中使用的材質 57
8.1.3 烘焙的前提:靜態物體 57
8.1.4 如何在烘焙中使用自發光材質 57
8.1.5 烘焙之後靜態物體和非靜態物體的實時照明 59
8.1.6 應用光照貼圖到VertexLit渲染路徑下的材質中 59
8.1.7 通過自己的材質改變實時光源對烘焙後物體的照明 61
8.2 在效果和性能間進行權衡 62
8.2.1 影響全局的Resolution選項 62
8.2.2 影響單個物體的Scale In Lightmap選項 63
8.3 單光照貼圖和Forward渲染路徑 64
8.3.1 單光照貼圖在VertexLit和Forward下麵的不同錶現 64
8.3.2 準備可應用於烘焙的自發光材質 64
8.3.3 在ForwardBase內計算光照貼圖 66
8.3.4 Forward渲染路徑下烘焙之後的實時照明 67
8.4 單光照貼圖在Deferred渲染路徑下的實時陰影 69
8.5 雙光照貼圖和Deferred渲染路徑 69
8.5.1 全局GI、間接照明以及雙光照貼圖 69
8.5.2 混閤雙光照貼圖和實時照明 69
8.5.3 觀察混閤過程 71
8.5.4 雙光照貼圖的使用限製 72
8.6 雙光照貼圖和Forward渲染路徑
說實話,一開始我購買這本書,是抱著一種試試看的心態,因為我之前對Shader開發有著一種天然的恐懼感。覺得那是一門非常高深且與我距離遙遠的學科。但翻開這本書後,這種恐懼感迅速被好奇和興奮所取代。作者的寫作風格非常親切,他善於用通俗易懂的比喻來解釋復雜的概念,避免瞭大量枯燥的技術術語堆砌。比如,在講解Shader的編譯過程時,他將ShaderLab比作一種“指令語言”,而GPU則是一個“勤勞的畫師”,這讓我立刻就找到瞭代入感。書中對每一行代碼的講解都非常到位,不會留下任何模糊的地帶。它不僅告訴你這行代碼的作用是什麼,還會解釋它為什麼這樣寫,以及它與其他代碼之間的關聯。尤其是對於一些在Unity中非常常用的Shader關鍵字和函數,作者都進行瞭深入的剖析,讓我理解瞭它們在渲染流程中所扮演的角色。書中提供的案例也覆蓋瞭從入門到進階的各個階段,從簡單的顔色疊加,到復雜的卡通輪廓綫,再到一些性能優化的技巧,每一個案例都循序漸進,讓我在完成前一個案例後,能夠自信地迎接下一個挑戰。閱讀這本書的過程,就像是在和一位經驗豐富的老師進行一對一的輔導,我有什麼疑問,書裏都會及時地給齣解答,而且答案都恰到好處,不會過多也不會過少。我強烈推薦這本書給所有想要在Unity中進行Shader開發的朋友,無論你是完全的新手,還是有一些基礎的開發者,都能從中獲益良多。
評分這本書的齣現,簡直就像在Unity Shader開發這條看似荊棘密布的道路上,為我這等菜鳥點亮瞭一盞指路明燈。我之前嘗試過閱讀一些官方文檔,以及零散的博客文章,但總是感覺抓不住重點,很多概念晦澀難懂,代碼示例也往往隻講到皮毛,讓我不知如何深入。尤其是關於ShaderLab的語法,總覺得有種隔閡感,無法真正將其內化為自己的工具。而這本書,則從最基礎的ShaderLab語法結構開始,層層遞進,用大量精心設計的案例,將抽象的概念變得具象化。它不僅僅是教你寫代碼,更是告訴你寫代碼的“為什麼”。例如,在講解光照模型時,作者並沒有直接丟給你復雜的數學公式,而是先從一個簡單的漫反射模型講起,逐步加入高光、反射等,每一步都配有清晰的解釋和效果對比,讓我恍然大悟,原來光照在3D世界裏是這樣運作的。書中的代碼也非常實用,涵蓋瞭從基礎的顔色混閤、紋理采樣,到更高級的後處理效果、卡通渲染等,每一個例子都足夠我反復琢磨和實踐。更重要的是,作者在講解過程中,經常會穿插一些“陷阱”和“坑”,提前告訴我可能遇到的問題以及解決方法,這簡直是節省瞭我無數的調試時間和走彎路的機會。讀完書中的一部分,我就會迫不及待地在Unity中動手實踐,看著自己寫齣的Shader一步步實現預期的效果,那種成就感無與倫比。這本書真的做到瞭“實戰”二字,讓我在理論學習和實際應用之間搭建瞭堅實的橋梁。
評分我必須承認,在這本書的幫助下,我對Unity Shader的理解提升到瞭一個全新的高度。之前,我總是習慣於直接復製粘貼網上的Shader代碼,用起來倒是沒問題,但一旦需要修改或者實現一些定製化的視覺效果,就顯得捉襟見肘,完全不知從何下手。這本書給我帶來的最大改變,就是讓我從一個“Shader使用者”變成瞭一個“Shader創造者”。它非常注重對Shader內在邏輯的剖析,比如如何處理頂點數據,如何在片段著色器中進行像素級彆的計算,以及如何利用Unity提供的內置變量和函數來控製渲染流程。書中關於錶麵著色器(Surface Shader)的講解尤為齣色,它將復雜的渲染管綫隱藏在簡潔的接口之下,讓我能夠更專注於材質的屬性和錶現,而不是被底層的GPU編程細節所睏擾。而當需要更精細的控製時,作者也並沒有迴避計算著色器(Compute Shader)的講解,雖然這部分內容對我來說還有些挑戰,但書中的引導讓我看到瞭未來可以探索的方嚮。書中對各種渲染技巧的介紹,例如視差映射、次錶麵散射、毛發渲染等,都給瞭我極大的啓發。通過閱讀這些章節,我不僅學會瞭如何實現這些效果,更重要的是理解瞭它們背後的原理,這讓我以後在麵對新的視覺需求時,能夠更有針對性地去設計和實現。這本書就像一本武林秘籍,不僅傳授瞭招式,更重要的是點明瞭內功心法,讓我從此在Shader的武學道路上,不再是盲人摸象,而是有瞭清晰的脈絡和方嚮。
評分我一直覺得,想要在3D遊戲開發領域做齣令人驚艷的視覺效果,Shader開發是繞不開的關鍵一環。然而,很多時候,相關的學習資料要麼過於理論化,要麼過於碎片化,很難形成一個完整的知識體係。這本書的齣現,恰恰填補瞭這一市場空白。它不僅係統地介紹瞭Unity ShaderLab的方方麵麵,更重要的是,它將理論知識與實際項目緊密結閤。書中提供的每一個案例,都是從一個實際的視覺需求齣發,然後一步步地解析如何通過Shader來實現。比如,書中對後處理效果的講解,就非常有實踐價值。它不僅教你如何實現屏幕空間的模糊、輝光、顔色校正等效果,還告訴你如何在Unity中集成這些後處理流程,以及如何優化性能,讓這些效果能夠在目標平颱上流暢運行。這對於我這樣希望提升遊戲美術錶現力的開發者來說,簡直是雪中送炭。而且,書中對不同渲染管綫(URP, HDRP)下Shader的差異性也做瞭提及,雖然重心可能偏嚮Built-in Render Pipeline,但這種前瞻性的介紹,讓我對未來的學習方嚮有瞭初步的認識。我特彆欣賞書中對Shader優化部分的講解,這部分內容在很多入門教材中都會被忽略,但對於實際項目而言,性能優化卻是至關重要的。作者通過具體的例子,展示瞭如何通過代碼的精簡、變量的復用、以及對GPU特性的理解來提升Shader的執行效率。這本書的價值,不僅僅在於它教會瞭我如何寫Shader,更在於它教會瞭我如何寫齣“好”的Shader。
評分老實說,作為一名Unity開發者,我一直對Shader這塊心有餘悸。總覺得它像是3D圖形世界的“黑魔法”,門檻很高,難以駕馭。之前也嘗試過一些在綫教程,但往往是隻見樹木不見森林,學到的都是零散的技巧,無法形成完整的體係。這本書則徹底改變瞭我的看法。它以一種非常係統和結構化的方式,將Shader開發這個復雜的主題,分解成瞭易於理解的各個部分。從ShaderLab的基礎語法、變量、函數,到各種內置的Shader類型,再到具體的著色器(Vertex Shader, Fragment Shader),再到更高級的錶麵著色器和計算著色器,每一個環節都銜接得非常自然。書中的代碼示例都非常清晰,而且附帶瞭詳細的注釋,讓你能夠一目瞭然地理解每一行代碼的作用。更重要的是,作者在講解過程中,不僅關注“怎麼做”,更關注“為什麼這麼做”,深入剖析瞭Shader在渲染流程中的各個階段是如何工作的,這讓我能夠從更根本的層麵去理解Shader的邏輯。書中對一些常見效果的實現,比如粒子係統的自定義渲染、地形的混閤渲染、以及一些風格化的渲染技術,都進行瞭非常詳盡的講解,這些都是我在實際項目中非常需要用到的。讀完這本書,我感覺自己對Unity Shader的掌握程度,得到瞭質的飛躍,以前覺得高不可攀的Shader世界,現在在我看來,已經變得觸手可及。這本書絕對是我Unity開發生涯中,一本不可多得的寶藏。
評分而如果他是一個新手,真是完全看不懂。
評分還沒看啊,應該不錯
評分不錯,學習的好幫手
評分不適閤初學者看,不適閤初學者看,不適閤初學者看!估計高段位的程序員也不屑於看這種書吧。我自認有一些功底,但還是看得雲裏霧裏,沒弄清來龍去脈。另外書中代碼的排版和縮進會逼死強迫癥患者,慎買!
評分買的時候我以為我以後是要走U3D主程序的,現在我去後颱開發瞭,書呢是閑置瞭~但是我以後還是會看的。內容好壞還不敢說~
評分貨品與實際一緻,滿足我的要求
評分好好好好好好
評分已收到還不錯
評分正版書,質量很不錯的
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