Unity3D 常用得内置函数(Cg与GLSL)详解

Cg和GLSL是Unity3D中常用的着色器语言，通过使用这两种语言，开发者可以实现各种精美的视觉效果。本文将详细介绍Unity3D中常用的一些内置函数，并给出相应的技术详解和代码实现。

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一、内置函数

1. tex2D
   tex2D函数用于从纹理中获取颜色值。它接受两个参数，第一个参数是纹理对象，第二个参数是UV坐标。tex2D函数返回UV坐标处的颜色值。
2. lerp
   lerp函数用于在两个值之间进行线性插值。它接受三个参数，分别是起始值、结束值和插值比例。lerp函数返回起始值和结束值之间按比例插值后的值。
3. saturate
   saturate函数用于将值限制在0到1之间。如果值小于0，则返回0；如果值大于1，则返回1。saturate函数通常用于确保颜色值在合法范围内。
4. dot
   dot函数用于计算两个向量的点积。它接受两个参数，分别是两个向量。dot函数返回两个向量的点积结果。
5. cross
   cross函数用于计算两个向量的叉积。它接受两个参数，分别是两个向量。cross函数返回两个向量的叉积结果。
6. length
   length函数用于计算向量的长度。它接受一个参数，即向量。length函数返回向量的长度。
7. normalize
   normalize函数用于将向量单位化。它接受一个参数，即向量。normalize函数返回单位化后的向量。
8. reflect
   reflect函数用于计算光线在表面反射后的方向。它接受两个参数，分别是入射光线方向和表面法线方向。reflect函数返回反射后的光线方向。
9. refract
   refract函数用于计算光线在介质中折射后的方向。它接受三个参数，分别是入射光线方向、表面法线方向和折射率。refract函数返回折射后的光线方向。

二、代码实现

下面是一个简单的使用Cg语言编写的着色器代码示例，演示了如何使用上述内置函数实现光线的反射效果。

Shader "Custom/ReflectShader"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
    }
    
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        
        CGPROGRAM
        #pragma surface surf Lambert
        
        struct Input
        {
            float2 uv_MainTex;
        };
        
        sampler2D _MainTex;
        
        void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o)
        {
            o.Albedo = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb;
            
            float3 viewDir = normalize(_WorldSpaceCameraPos - o.WorldPos);
            float3 reflectDir = reflect(viewDir, o.Normal);
            
            o.Emission = tex2D(_MainTex, reflectDir.xy).rgb;
        }
        ENDCG
    }
    
    Fallback "Diffuse"
}

在这段代码中，我们定义了一个ReflectShader着色器，该着色器使用Lambert光照模型。在surf函数中，我们首先获取了从_MainTex纹理中采样到的颜色值，并将其赋给表面输出的Albedo属性。然后，我们计算了视线方向和反射方向，并通过reflect函数获取了反射方向。最后，我们使用反射方向从_MainTex纹理中采样颜色值，并将其赋给表面输出的Emission属性，实现了光线的反射效果。

三、总结

本文介绍了Unity3D中常用的一些内置函数，包括tex2D、lerp、saturate、dot、cross、length、normalize、reflect和refract等。通过使用这些内置函数，开发者可以实现各种复杂的视觉效果。我们还给出了一个简单的使用Cg语言编写的着色器代码示例，演示了如何使用内置函数实现光线的反射效果。希望本文能够帮助开发者更好地理解Unity3D内置函数的使用方法，从而提升游戏开发的效率和质量。