Unity渲染(二):图片渲染

通过这里，你会学习到怎么将一张图片渲染到UI的Image组件或者SpriteRenderer上，以及透明物体的渲染。

上一章:Unity渲染(一):着色器基础入门之纯色Shader

开发环境：Unity5.0或者更高

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透明与不透明的最终效果

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概述

1. Shader获取Image或者SpriteRenderer组件上的sprite
2. 图像采样
3. 透明物体渲染

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1.1 开始

• 创建场景并取名为Image并在场景中添加Camera与Image和2D Sprite Square

• 创建Material 和Shader 并在删除Shader中自带的代码写下如下代码

Asset 目录

代码解释:Unity渲染(一):着色器基础入门之纯色Shader

Shader "Toturial/Image"
{Properties{_MainTex("MainTex",2D) = "white"{}_Color("Color",Color) = (1,1,1,1)}SubShader{Pass{CGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag fixed4 _Color;struct a2v{float4 vertex : POSITION;fixed4 color : COLOR;};struct v2f{float4 pos : SV_POSITION;fixed4 color : COLOR;};v2f vert(a2v v){v2f o;o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);o.color = v.color;return o;}fixed4 frag(v2f i) : SV_TARGET{return _Color;}ENDCG}}
}

• 将材质给Image与SpriteRenderer 赋值
• 将以下两张图给Image和SpriteRenderer设置

图1

图2

因为Shader最终返回白色所以 效果下图

效果图

接下来我们修改代码让图像显示出来。

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1.2 图像采样

首先我们在CGPROGRAM ... ENDCG 中定义一个Sampler2D 类型的变量_MainTex用于获取Properties中的属性_MainTex,两者名称需要相同，这是Unity规定的，Properties类型与CGPROGRAM类型对应关系如下

Properties	CGPROGRAM
Color	float4、half4、fixed4
Range、Float	float、half、fixed
2D	sampler2D
3D	sampler3D
Cube	samplerCube

在struct a2v 上方添加如下代码:

...
sampler2D _MainTex;
...

接下来我们需要获取这个sampler2D上的每个像素颜色，最终从片元着色器输出，是怎么做到这步的呢?
首先我们需要获取到这张图像的UV,然后使用这个UV坐标对这个sampler2D 进行采样查询每个点的颜色最终输出。
上面这个过程我们可以使用tex2D(_MainTex,UV)函数来达到我们的目的

UV:可以理解为这张图像的每个像素点在屏幕上的坐标

1. 我们在a2v结构体中添加float2 uv : TEXCOORD0; 用于获取Properties定义的第一个sampler2D的坐标，

...
struct a2v
{float4 vertex : POSITION;fixed4 color  : COLOR;float2 uv     : TEXCOORD0;
};
...

2. 在 v2f结构体中添加float2 uv : TEXCOORD0;用于在顶点着色器将uv传递到片元着色器使用

...
struct v2f
{float4 pos   : SV_POSITION;fixed4 color : COLOR;float2 uv    : TEXCOORD0;
};
...

3. 在vert函数中为v2f赋值，添加代码

...
v2f vert(a2v v)
{v2f o;o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);o.color = v.color;o.uv = v.uv;return o;
}
...

4. 修改frag函数的返回值为tex2D(_MainTex,i.uv);

...
fixed4 frag(v2f i) : SV_TARGET
{return tex2D(_MainTex,i.uv);
}
...

回到Unity发现第二张有透明部分的图片出现了异常

效果如图

1.3 透明物体渲染

首先我们先让图片正常渲染，在Pass中添加如下代码

Pass
{Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha
...

回到Unity 看到结果已经正常了

代码说明

Shader混合模式: Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha,用于将当前要渲染的颜色(挂上此Shader的物体)与已经渲染的颜色(叫背景或者叫颜色缓冲区)进行混合，最终输出到屏幕上
当要渲染的物体的像素是不透明时，alpha值取要渲染的物体的alpha
当要渲染的物体的像素时全透明时，alpha值取颜色缓冲区的颜色的alpha
当要渲染的物体的像素时半透明时，alpha值取要渲染的物体的alpha，颜色取
缓冲区颜色*要渲染的物体alpha +要渲染的物体颜色*（1-要渲染物体的alpha ）
例如有一个半透明红色的点Color(1,0,0,0.8),背景为不透明的蓝色Color(0,0,1,1)
则最终颜色=（1，0，0） 0.8 +（0，0，1）（1 - 0.8） = （0.8，0，0.2）

1.4 完整代码

Shader "Toturial/Image"
{Properties{_MainTex("MainTex",2D) = "white"{}_Color("Color",Color) = (1,1,1,1)}SubShader{Pass{Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlphaCGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag fixed4 _Color;sampler2D _MainTex;struct a2v{float4 vertex : POSITION;fixed4 color  : COLOR;float2 uv     : TEXCOORD0;};struct v2f{float4 pos   : SV_POSITION;fixed4 color : COLOR;float2 uv    : TEXCOORD0;};v2f vert(a2v v){v2f o;o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);o.color = v.color;o.uv = v.uv;return o;}fixed4 frag(v2f i) : SV_TARGET{return tex2D(_MainTex,i.uv);}ENDCG}}
}