第1章：ShaderLab基础——ShaderLab语法、Properties属性块、SubShader与Pass

大家好，欢迎来到《Unity着色器开发：从基础到进阶》的第一章。

说实话，很多初学者一打开Shader文件就懵了。满屏的英文，花括号套花括号，完全不知道从哪下手。我当年也是这样，第一次打开Unity内置的Standard着色器，差点直接关掉编辑器。

别怕。ShaderLab其实没那么复杂。它本质上就是Unity自己定义的一套“着色器描述语言”。你不需要从零写汇编，只需要告诉Unity：我要用什么属性、跑在哪个渲染管线、用哪个Pass。

嗯，咱们今天就把这块硬骨头啃下来。

1.1 ShaderLab语法结构

先看一个最简的ShaderLab文件长什么样：

Shader "Custom/MyFirstShader"
{
    Properties
    {
        // 属性定义在这里
    }
    SubShader
    {
        Pass
        {
            // 真正的着色器代码在这里
        }
    }
}

这个结构，说白了就是三层嵌套：

• 最外层：Shader名字，在材质面板里显示为“Custom/MyFirstShader”
• 中间层：Properties + SubShader（可以有多个SubShader）
• 最内层：Pass，一个SubShader里可以有好几个Pass

我个人习惯把Shader名字写成“分类/具体名称”的格式。比如“UI/HealthBar”、“Environment/Water”。这样在材质选择器里找起来特别快。你在项目里也建议这么搞，不然项目大了以后，几百个Shader全堆在一起，找起来想哭。

1.2 Properties属性块

Properties是Shader和材质编辑器之间的桥梁。你在Properties里定义的变量，会直接出现在Inspector面板上。美术同学可以直接拖拽贴图、调颜色、改数值，完全不用碰代码。

看个实际例子：

Properties
{
    _MainTex ("主纹理", 2D) = "white" {}
    _Color ("主颜色", Color) = (1, 1, 1, 1)
    _Glossiness ("光滑度", Range(0, 1)) = 0.5
    _Intensity ("强度", Float) = 1.0
    _Vector ("方向", Vector) = (1, 0, 0, 0)
}

这里我列出了五种最常用的属性类型：

属性类型	语法格式	默认值示例	说明
2D纹理	_Name ("显示名", 2D) = "default" {}	"white" {}	默认可以是white、black、gray、bump
颜色	_Name ("显示名", Color) = (r,g,b,a)	(1,1,1,1)	RGBA四个通道，范围0-1
范围	_Name ("显示名", Range(min,max)) = value	0.5	在Inspector显示为滑动条
浮点数	_Name ("显示名", Float) = value	1.0	直接输入数值
向量	_Name ("显示名", Vector) = (x,y,z,w)	(1,0,0,0)	四个分量的向量

你可能会问：为什么属性名和显示名要分开写？

原因很简单。属性名是给代码看的，必须唯一且不能有空格。显示名是给美术同学看的，可以写中文、带空格、甚至加表情符号。我曾经在一个项目里把显示名写成“主纹理✨”，美术同学特别喜欢，说找起来方便。

嗯，这里要注意一点：Properties里定义的变量，必须在SubShader或Pass里声明对应的同名变量才能使用。否则Unity会报warning，说变量未使用。

1.3 SubShader与Pass

SubShader是Shader的核心执行单元。一个Shader可以包含多个SubShader，Unity会从上到下依次检查，选择第一个能在当前硬件上运行的SubShader。

为什么要搞多个SubShader？

说白了就是为了兼容性。高端显卡支持的功能多，低端显卡可能不支持。你可以为高端显卡写一个复杂的SubShader，再为低端显卡写一个简化版。Unity会自动选择合适的那个。

我曾经在一个手游项目里吃过这个亏。当时只写了一个SubShader，用了很多高级特性。结果在几台老款安卓机上直接渲染成黑色。后来老老实实加了一个Fallback SubShader，问题才解决。

看一个多SubShader的例子：

SubShader
{
    Tags { "RenderType"="Opaque" "Queue"="Geometry" }
    LOD 200

    Pass
    {
        CGPROGRAM
        #pragma vertex vert
        #pragma fragment frag
        // ... 顶点和片元着色器代码
        ENDCG
    }
}

SubShader
{
    Tags { "RenderType"="Opaque" "Queue"="Geometry" }
    LOD 100

    Pass
    {
        // 简化版的渲染代码
    }
}

这里LOD（Level of Detail）数值决定了SubShader的优先级。数值越高，表示质量越高。Unity会根据当前设备的性能等级，选择LOD值不超过设定上限的SubShader。

1.4 Pass的深入理解

Pass是真正的渲染单元。一个SubShader里可以有多个Pass，每个Pass执行一次完整的渲染流程。

多Pass有什么用？我举几个实际场景：

• 描边效果：第一个Pass渲染物体本身，第二个Pass在边缘画线
• 阴影投射：专门用一个Pass处理阴影
• 多光源渲染：Forward渲染路径下，每个光源对应一个Pass
• 后处理特效：多个Pass叠加不同的滤镜效果

看一个最简单的Pass结构：

Pass
{
    Name "FORWARD"
    Tags { "LightMode"="ForwardBase" }

    Cull Back
    ZWrite On
    ZTest LEqual
    Blend Off

    CGPROGRAM
    #pragma vertex vert
    #pragma fragment frag
    #pragma multi_compile_fwdbase

    #include "UnityCG.cginc"
    #include "Lighting.cginc"

    struct appdata
    {
        float4 vertex : POSITION;
        float3 normal : NORMAL;
        float2 uv : TEXCOORD0;
    };

    struct v2f
    {
        float4 pos : SV_POSITION;
        float2 uv : TEXCOORD0;
        float3 worldNormal : TEXCOORD1;
    };

    v2f vert (appdata v)
    {
        v2f o;
        o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
        o.uv = v.uv;
        o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
        return o;
    }

    fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
    {
        fixed3 normal = normalize(i.worldNormal);
        fixed3 lightDir = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);
        fixed ndotl = max(0, dot(normal, lightDir));
        fixed4 col = _Color * ndotl;
        return col;
    }
    ENDCG
}

这个Pass做了几件事：

1. 定义了渲染状态（剔除、深度测试、混合模式）
2. 声明了顶点着色器vert和片元着色器frag
3. 在vert里把顶点从模型空间转换到裁剪空间
4. 在frag里计算简单的漫反射光照

你想想看，整个渲染流程其实就这两步：顶点处理 + 像素着色。vert处理每个顶点，frag处理每个像素。中间的光栅化阶段由GPU自动完成，你不需要操心。

1.5 本章小结

咱们今天把ShaderLab的骨架搭起来了：

• Shader：最外层容器，定义名称
• Properties：暴露给材质编辑器的参数接口
• SubShader：针对不同硬件级别的渲染方案
• Pass：真正的渲染执行单元

下一章，咱们会深入Properties，讲讲纹理采样、颜色空间、以及那些容易被忽略的细节。到时候我会分享一个我在VR项目里踩过的纹理压缩的坑，保证让你印象深刻。

今天就到这里。动手写一个你自己的ShaderLab文件吧，哪怕只是改改颜色值，也比光看强。代码这东西，写多了自然就熟了。

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