Unity双面渲染shader.docx

1、Unity双面渲染shader双面渲染shaderUnity内置的Shader，都是单面效果，想必导入Mesh的同学都碰到过这样的痛苦，布料飘起的背面部分看起来是空气，汽车透过车窗看到是路面.各种蛋疼。有些文章教导大家 把模型做出厚度来吧，这种做法实在太那个啥了.其实用改写Shader的方法可以很方便的实现双面材质。Unity里有3种Shader方式:1.Fixed Function Shaders2.Vertex and Fragment Shaders3. Surface Shaders关于这部分的详细介绍，请参考官方的教程。这三种方式里，都可以通过直接在Shader代码头部添加一个Cul

2、l off 语句，实现强制双面渲染。但是直接用Cull off的方式 有个重大的缺陷，这材质从两面看无论贴图、颜色、反光、照明情况，都是一模一样的，这并不符合大多数实际情况的常识。在第1和第2种Shader里，是可以通过在一个渲染子程序里用两个渲染Pass来实现双面不同效果的，这部分网上的资料也很多，写起来也很简单直接。这里主要讨论的是第三种也是最常用的Surface Shader的双面不同效果的实现。Surface Shader是不能写在Pass里的，所以要实现它的双面不同效果就要用其他变通的办法。首先去Unity官方网站下载一个内置Shader的代码包，链接如下：打开后看见一堆.shade

3、r文件，可以用任何文本编辑器打开。可以看见系统内建的Shader基本都是Surface方式。这里随便打开一个Normal-BumpSpec.Shader 这是普通的高光-凹凸贴图材质复制代码1.Shader Bumped Specular 2.Properties 3. _Color (Main Color, Color) = (1,1,1,1)4. _SpecColor (Specular Color, Color) = (0.5, 0.5, 0.5, 1)5. _Shininess (Shininess, Range (0.03, 1) = 0.0781256. _MainTex (Bas

4、e (RGB) Gloss (A), 2D) = white 7. _BumpMap (Normalmap, 2D) = bump 8.9.SubShader 10. Tags RenderType=Opaque 11. LOD 40012. 13.CGPROGRAM14.#pragma surface surf BlinnPhong15.16.17.sampler2D _MainTex;18.sampler2D _BumpMap;19.fixed4 _Color;20.half _Shininess;21.22.struct Input 23. float2 uv_MainTex;24. f

5、loat2 uv_BumpMap;25.;26.27.void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) 28. fixed4 tex = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex);29. o.Albedo = tex.rgb * _Color.rgb;30. o.Gloss = tex.a;31. o.Alpha = tex.a * _Color.a;32. o.Specular = _Shininess;33. o.Normal = UnpackNormal(tex2D(_BumpMap, IN.uv_BumpMap);34.35.E

6、NDCG36.37.FallBack Specular38.简单解说一下几个关键行：第一行Shader Bumped Specular 指定了这个shader出现在Unity系统Shader菜单里的名字，如果要修改系统内建Shader的源代码，最好把这个名字改掉，否则和系统内建Shader重名啦。我是这样写的: Shader Hogs shaders/BumpSpec_Twoside ，这个shader会出现在Hogs shaders组里，系统会自动完成这个加载。第二行Properties后面的一组以下划线开头的变量表示了这个渲染器需要设置的参数。对于一个高光-凹凸材质来说，需要材质颜色、反光

7、颜色、反光率、材质贴图和法线贴图，这5个变量就对应这5个东西啦，详细请参考系统手册。在第11行LOD 400 后面加上一行:Cull off，这个材质就会自动双面渲染了 Cull off表示双面都渲染，不写默认是Cull back，不渲染背面。你也可以写上Cull front,不渲染正面。改完这行 ，把第一行改成你希望的名字，把这个shader文件拷贝到工程的assets目录底下，系统就能自动加载啦。效果如图：双面是双面了，但是哪有两面是一样亮、一样高光区域的.，全透光的砖墙，这种双面很少会用到吧。如何做到双面不同效果呢？前面说了Surface shader是不能写两个pass渲染不同面的，但

8、其实surface方式可以写多个渲染过程，根本不需要pass的概念，Surface Shader可以这样写：Call back渲染正面的代码Call front渲染反面的代码就可以实现双面不同的控制了。根据这个原理，其实我们只要把系统内建shader的源代码复制一份，就能实现另一面不同效果了。以下供参考：复制代码1.Shader Hogs shaders/BumpSpec_Twoside 2.Properties 3./正面5个参数4. _Color (Main Color, Color) = (1,1,1,1)5. _SpecColor (Specular Color, Color) = (

9、0.5, 0.5, 0.5, 1)6. _Shininess (Shininess, Range (0.03, 1) = 0.0781257. _MainTex (Base (RGB) Gloss (A), 2D) = white 8. _BumpMap (Normalmap, 2D) = bump 9./反面拷贝 改名 也是5个10. _BackColor (Back Main Color, Color) = (1,1,1,1)11. _BackSpecColor (Back Specular Color, Color) = (0.5, 0.5, 0.5, 1)12. _BackShinin

10、ess (Back Shininess, Range (0.03, 1) = 0.07812513. _BackMainTex (Back Base (RGB) Gloss (A), 2D) = white 14. _BackBumpMap (Back Normalmap, 2D) = bump 15.16.SubShader 17.Tags RenderType=Opaque 18. LOD 40019. Cull back20./开始渲染正面 21.CGPROGRAM22./表明是surface渲染方式 主渲染程序是surf 光照模型是BLinnPhong23.#pragma surfac

11、e surf BlinnPhong 24.25.26.sampler2D _MainTex;27.sampler2D _BumpMap;28.fixed4 _Color;29.half _Shininess;30.31.struct Input 32. float2 uv_MainTex;33. float2 uv_BumpMap;34.;35.36.void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) 37. fixed4 tex = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex);38. o.Albedo = tex.rgb * _Color

12、.rgb;39. o.Gloss = tex.a;40. o.Alpha = tex.a * _Color.a;41. o.Specular = _Shininess;42. o.Normal = UnpackNormal(tex2D(_BumpMap, IN.uv_BumpMap);43.ENDCG44.45.46. Cull front47./开始渲染反面 其实和就是拷贝了一份正面渲染的代码 除了变量名要改 48.CGPROGRAM49.#pragma surface surf BlinnPhong50.51.sampler2D _BackMainTex;52.sampler2D _Bac

13、kBumpMap;53.fixed4 _BackColor;54.half _BackShininess;55.56.struct Input 57. float2 uv_BackMainTex;58. float2 uv_BackBumpMap;59.;60.61.void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) 62. fixed4 tex = tex2D(_BackMainTex, IN.uv_BackMainTex);63. o.Albedo = tex.rgb * _BackColor.rgb;64. o.Gloss = tex.a;65. o.

14、Alpha = tex.a * _BackColor.a;66. o.Specular = _BackShininess;67. o.Normal = UnpackNormal(tex2D(_BackBumpMap, IN.uv_BackBumpMap);68.ENDCG69.70.FallBack Specular71.这是个双面可以分别指定的高光-凹凸材质，注意几个要点：properties部分只能出现一次，所以这是不能直接拷贝的。因为要为双面指定不同的参数，双面的参数变量名肯定不能一样，这个论坛里都是程序猿，没必要多解释了。我简单的把用于正面的5个参数前面都加上了一个Back用于反面。在

15、CG代码内部也要对应的应用相应的参数，反面的渲染代码就用刚才全部加了Back的那5个参数。正面代码段用Cull back 开始 反面的代码用Cull front开始以下是渲染效果：一面是砖墙一面是木板。蛋疼了没这个模式下，双面也完全可以指定不同的材质，基本上你不用学习很多内建Shader和CG语法，通过简单的copy-paste就能组合出无穷的双面材质来了。再提升一下，其实我们常用的双面效果，除了透明的材质以外，无非是两种：一是反面和正面同样纹理，但是不需要高光、反射，只需要一个相对黯淡的被环境光照亮的材质，比如砖墙木盒衣服什么的二是反面显示为单身或其他纹理，但也不需要高光、反射，只需要被环境

16、光照亮，比如汽车内部 建筑物内部等等。第一种情况，反面可以沿用正面纹理，但是以普通的Diffuse方式着色第二种情况，反面不指定或者单独指定纹理，也以普通的Diffuse方式着色两种情况，反面的渲染都可以借用系统内建Shader的Diffuse渲染代码来实现，方式一的代码：复制代码1.Shader Hogs shaders/BumpSpec_Twoside1 2.Properties 3. _Color (Main Color, Color) = (1,1,1,1)4. _SpecColor (Specular Color, Color) = (0.5, 0.5, 0.5, 1)5. _Shi

17、niness (Shininess, Range (0.03, 1) = 0.0781256. _MainTex (Base (RGB) Gloss (A), 2D) = white 7. _BumpMap (Normalmap, 2D) = bump 8. _BackColor (Back Main Color, Color) = (1,1,1,1)9.10.SubShader 11. Tags RenderType=Opaque 12. LOD 40013. Cull back14. 15.CGPROGRAM16.#pragma surface surf BlinnPhong17.18.1

18、9.sampler2D _MainTex;20.sampler2D _BumpMap;21.fixed4 _Color;22.half _Shininess;23.24.struct Input 25. float2 uv_MainTex;26. float2 uv_BumpMap;27.;28.29.void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) 30. fixed4 tex = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex);31. o.Albedo = tex.rgb * _Color.rgb;32. o.Gloss = tex.a;

19、33. o.Alpha = tex.a * _Color.a;34. o.Specular = _Shininess;35. o.Normal = UnpackNormal(tex2D(_BumpMap, IN.uv_BumpMap);36.ENDCG37.38. Cull front39. 40.CGPROGRAM41.#pragma surface surf Lambert42.43.sampler2D _MainTex;44.fixed4 _BackColor;45.46.struct Input 47. float2 uv_MainTex;48.;49.50.void surf (In

20、put IN, inout SurfaceOutput o) 51. fixed4 c = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex) * _BackColor;52. o.Albedo = c.rgb;53. o.Alpha = c.a;54.55.ENDCG56.57.FallBack Specular58.反面渲染的运算就直接借用了系统的Diffuse Shader,只不过纹理是沿用正面的纹理，只增加了一个反面的颜色变量用来模拟环境光亮度，与纹理混合实现反面效果。渲染效果如下：方式二代码：复制代码1.Shader Hogs shaders/BumpSpec_Twosid

21、e2 2.Properties 3. _Color (Main Color, Color) = (1,1,1,1)4. _SpecColor (Specular Color, Color) = (0.5, 0.5, 0.5, 1)5. _Shininess (Shininess, Range (0.03, 1) = 0.0781256. _MainTex (Base (RGB) Gloss (A), 2D) = white 7. _BumpMap (Normalmap, 2D) = bump 8. _BackColor (Back Main Color, Color) = (1,1,1,1)9

22、. _BackMainTex (Back Base (RGB) Gloss (A), 2D) = white 10.11.SubShader 12. Tags RenderType=Opaque 13. LOD 40014. Cull back15. 16.CGPROGRAM17.#pragma surface surf BlinnPhong18.19.20.sampler2D _MainTex;21.sampler2D _BumpMap;22.fixed4 _Color;23.half _Shininess;24.25.struct Input 26. float2 uv_MainTex;2

23、7. float2 uv_BumpMap;28.;29.30.void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) 31. fixed4 tex = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex);32. o.Albedo = tex.rgb * _Color.rgb;33. o.Gloss = tex.a;34. o.Alpha = tex.a * _Color.a;35. o.Specular = _Shininess;36. o.Normal = UnpackNormal(tex2D(_BumpMap, IN.uv_BumpMap);37.

24、ENDCG38.39. Cull front40. 41.CGPROGRAM42.#pragma surface surf Lambert43.44.sampler2D _BackMainTex;45.fixed4 _BackColor;46.47.struct Input 48. float2 uv_BackMainTex;49.;50.51.void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) 52. fixed4 c = tex2D(_BackMainTex, IN.uv_BackMainTex) * _BackColor;53. o.Albedo = c.rgb;54. o.Alpha = c.a;55.56.ENDCG57.58.FallBack Specular59.此方式下反面可以单独指定纹理，不指定就直接显示指定的反面颜色，渲染效果如下以上只是介绍一个基本思想，在这个基础上能应该能衍生出无穷的变化。对自定义shader有兴趣的可以参考系统手册和Nvidia的CG教学手册。不过千万不要动不动就使用双面材质，因为会增加系统负荷，应该只用在需要的地方。把以上代码起个名字另存为.shader文件，导入工程assets，就能直接使用。