【unity Shader 菜鸡教程】3-2 常用内置函数

maltadirk

unity中内置了许多的功能函数来方便开发时的使用，这里列举一些常用的函数。

函数	使用
abs(x)	取绝对值
frac(x)	取小数部分
floor(x)	向下取整
ceil(x)	向上取整
max(a,b)	比较两个标量或等长向量元素，返回最大值
min (a,b)	比较两个标量或等长向量元素，返回最小值
pow(a,b)	返回x的y次方  即 x^y
rap(x)	返回x的倒数,相当于 1/x  即 x^-1
exp(x)	计算e^x 的值，e=2.71828182845904523536
exp2(x)	计算 2^x 的值
fmod (x,y)	返回x/y的余数。如果y为0，结果不可预料
saturate(x)	把x限制到[0,1]之间
clamp(x,a,b)	如果x值小于a，则返回a；如果x值大于b，返回b；否则，返回x。
sqrt (x)	求x的平方根，，x必须大于0
rsqrt (x)	x的平方根的倒数，x必须大于0
lerp(a, b, f)	在下限a和上限b之间进行插值，f表示权值。注意，如果a和b是向量，则权值f必须是标量或者等长的向量。
sin(x)	输入参数为弧度，计算正弦值，返回值范围 为[-1,1]
cos(x)	返回弧度x的余弦值。返回值范围为[-1,1]
distance(a,b)	返回a,b  两点间的距离.
length(v)	返回一个向量的模，即sqrt(dot(v,v))
step (a,b)	如果a<=b返回1,否则返回0,常用来替换 判断语句
smoothstep (min,max,x)	如果 x 比min 小，返回 0;如果 x 比max 大，返回 1;如果 x 处于范围 [min，max]中，则返回 0 和 1 之间的值(按值在min和max间的比例);如果只想要线性过渡，并不需要平滑的话，可以直接使用saturate((x - min)/(max - min))

参考:UnityShader常用函数（UnityShader内置函数、CG和GLSL内置函数等）_LST329的博客-CSDN博客_unityshader函数
函数很多，不用根本记不住，没事也不会去背这个东西。理解和熟悉使用，才可能记得，反正不记得的时候都是上网搜的。
这里补充一个内置的参数 _Time，表示时间。
// Time (t = time since current level load) values from Unity
float4 _Time; // (t/20, t, t*2, t*3)这是一个float4类型的参数，t 表示从游戏启动到当前的时间。
简单讲一下uv
float2 uv : TEXCOORD0;
......
o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);uv 指的是模型贴图的uv值，u是横轴，v是纵轴。


如果是一个正方形，那获取它的uv时，左下角是(0,0)，右上角是(1,1)


举一些例子，来使用这些函数。
1、ceil 的使用
return ceil(i.uv.x *5)/5;

单纯只是看代码，大概是想不出结果是怎样的。可以借助一些数学图形工具，来显示。比如 GeoGebra。



2、distance/step 的使用，画一个圆
fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
{
      fixed2 p = fixed2(0.5,0.5);
      fixed circular = distance(i.uv,p);
      return step(circular,0.4) * _Color;
}


图1                                                   图2

取一个中心点 fixed2(0.5,0.5)，用distance(i.uv,p)，算出每个uv点到中心点的位置，得到图1。然后使用setp，当两点间的距离小于0.4时，返回1，就得到想要的效果。
单画圆好像很鸡肋，如果这是一个点，很多点连起来就会变成线，线就会变成图，当点比较小，足够多的时候，似乎可以用来画画，然后颜色也可以自己定义，脑海顿时想到了你画我猜，应该可以通过这样的方式处理。

3、sin/_Time 的使用，绘制波浪


sin正弦函数，在表现上是一个波浪，通过修改a 值来修改波浪频率(振频)，修改b 值来修改振幅。
那么，如果在这里添加一个时间变化，应该会得到一个波浪的效果
fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
{
        fixed s = i.uv.y + sin((i.uv.x + _Time.y) * _Frequency) * _Amplitude;
        fixed val = step(s,_Height);
        return val * _Color;
}

// 先看简单的内部  sin 内 uv.x + _Time..y  随着时间的变化，水平方向上会发生变化
sin(i.uv.x + _Time.y)
//接着乘以 _Frequency  修改波动的频率  
sin((i.uv.x + _Time.y) * _Frequency)

这个时候发现只有水平的移动变化，那在竖直方向上也需要修改
// 把 uv.y  纵向添加进来，就会发现有波浪的上下起伏效果
fixed s = i.uv.y + sin((i.uv.x + _Time.y) * _Frequency) * _Amplitude;
暂时想到这点例子，后续想到再补充下。
到这里其实可以发现，虽然讲的东西好像不多，但是实际上算是可以写一些小东西了，虽然没什么用。效果这些东西，算是要时间积累才能做出好的效果，不然也不知道什么东西能拼凑出来。这些简单的小知识，在自己实践操作和瞎折腾的结合下，说不定都会有新的发现和想法。
具体代码提交到了gitee上:LZJian/UnityShaderCourse