Unity URP Shader Graph教程：掌握视觉效果

Unity URP Shader Graph教程：掌握视觉效果

如果你正在学习Unity并希望创建令人惊叹的视觉效果，你可能已经听说过通用渲染管道（URP）和着色器图（Shader Graph）。这些工具对开发者来说是游戏规则的改变者，提供了更简洁高效的方式来创建高质量的图形，而无需深入研究代码。在本教程中，我们将带你了解URP和Shader Graph的基础知识，分享一些实用的经验和见解。完成本教程后，你将具备坚实的基础，可以开始尝试创建自己的着色器。

让我们从一些背景知识开始。Unity开发者在使用URP和Shader Graph时，可以告别复杂的着色器代码（至少大部分情况下），转而使用一个可视化的界面，在实时预览中看到自己的创作。这就像用光和颜色作画，非常令人满意。

那么，你将学到什么？我们将涵盖URP的基本设置、深入Shader Graph的使用，并创建一个简单但有效的着色器。沿途，我将分享一些我积累的小技巧。让我们开始吧！

开始使用URP

首先，你需要在Unity项目中设置URP。这虽然很简单，但有几个步骤需要仔细遵循。

安装URP

要开始使用URP，你需要安装URP包。以下是具体步骤：

1. 打开包管理器（Window > Package Manager）。
2. 从下拉菜单中选择Unity Registry。
3. 查找并安装Universal RP包。

安装完成后，你需要创建一个URP资产。

创建URP资产

URP资产本质上是渲染管道的配置文件。以下是创建方法：

1. 在项目窗口中右键点击，选择Create > Rendering > Universal Render Pipeline > Pipeline Asset (Forward Renderer)。
2. 将资产命名为'URPAsset'。

接下来，你需要将这个资产分配给你的项目。

分配URP资产

要分配URP资产，请按照以下步骤操作：

1. 前往Edit > Project Settings。
2. 选择Graphics类别。
3. 在Scriptable Render Pipeline Settings中，将Pipeline Asset设置为你新创建的URP资产。

就这样！你现在可以开始在项目中使用URP了。

理解Shader Graph

现在你已经设置了URP，让我们深入了解Shader Graph。Shader Graph是一个用于构建着色器的可视化工具。它非常强大，比从头开始编写着色器代码直观得多。

Shader Graph是什么？

Shader Graph允许你使用节点式编辑器创建着色器。节点代表不同的操作或属性，你可以将它们连接起来创建自己的着色器。有点像构建流程图，但用于图形。

Shader Graph的美妙之处在于它是实时的。你可以立即看到更改的结果，这使得实验和迭代变得更快。

创建你的第一个Shader Graph

让我们创建一个简单的着色器来开始。我们将制作一个基本的光照着色器，响应场景中的光照。

1. 在项目窗口中右键点击，选择Create > Shader > Universal Render Pipeline > Lit Shader Graph。
2. 将着色器命名为'MyFirstShader'。

双击你的新着色器以打开Shader Graph编辑器。

探索Shader Graph编辑器

Shader Graph编辑器有几个关键组件：

• 黑板（Blackboard）：这是你定义着色器属性的地方，比如颜色、纹理和数字。
• 节点图（Node Graph）：这是你使用节点构建着色器的地方。
• 预览（Preview）：这是一个实时预览你的着色器的地方。

让我们从在黑板上添加一个属性开始。

在黑板上添加属性

点击黑板上的‘+’按钮，选择‘Color’。将其命名为‘Base Color’。这将成为你的着色器的主要颜色。

现在，让我们在着色器中使用这个属性。

构建着色器

在节点图中右键点击，选择Create Node。搜索‘Base Color’并选择它。这将创建一个使用黑板上Base Color属性的节点。

接下来，创建一个‘PBR Master’节点。这是将所有着色器属性组合在一起的主要节点。将Base Color节点的输出连接到PBR Master节点的Base Color输入。

就这样！你已经创建了一个简单的光照着色器。你现在可以将这个着色器分配给材质并在场景中使用它。

高级着色器技术

一旦你掌握了基础知识，就可以开始探索更高级的技术。这里有一些想法供你开始。

使用纹理

纹理可以为你的着色器添加很多细节。要使用纹理，在黑板上添加一个‘Texture2D’属性。然后，在节点图中创建一个‘Sample Texture2D’节点，并将其连接到PBR Master节点的适当输入。

你可以使用纹理来实现如基础颜色（albedo）、法线和粗糙度等功能。

创建自定义效果

Shader Graph最酷的功能之一是创建自定义效果。例如，你可以创建一个溶解效果，使用渐变纹理和阈值值。

为此，在黑板上添加一个‘Gradient’属性。然后，在节点图中创建一个‘Lerp’节点，并使用渐变来控制溶解效果。这可以创建一些非常酷的视觉效果，比如角色溶解成粒子。

优化性能

虽然Shader Graph使创建复杂的着色器变得容易，但保持性能意识很重要。这里有一些建议：

• 使用较低分辨率的纹理。
• 避免使用过多的节点。
• 为你的目标平台优化着色器。

常见问题排查

即使有了最好的工具，事情也可能出错。这里是一些常见的问题及其解决方法。

着色器编译错误

如果着色器无法编译，通常是因为缺少或错误连接的节点。检查所有连接，确保每个输入都有对应的节点。

性能问题

如果着色器导致性能问题，尝试简化它。移除不必要的节点并优化纹理。你也可以使用Unity的Frame Debugger来查看着色器对性能的影响。

视觉伪影

有时，你可能会看到奇怪的视觉伪影。这可能是由多种问题引起的，比如不正确的UV映射或不当使用节点。尝试不同的设置和节点，看看什么效果最好。

结论：拥抱Shader Graph的力量

这是一份关于如何在Unity中使用URP和Shader Graph的全面指南。这是一个强大的工具，可以让你的视觉效果提升到新的水平。不要害怕实验，看看你能创造出什么。Shader Graph的魅力在于它的灵活性和直观性。

所以，这里有一个挑战给你：创建一个独特的着色器并与社区分享。看看别人在做什么并获得灵感。可能性是无限的，社区里充满了优秀的艺术家和开发者。祝你着色愉快！

常见问题解答

Q: URP和HDRP有什么区别？

A: URP（通用渲染管道）专为跨平台开发设计，更注重性能，适合移动设备和低端硬件。HDRP（高清晰度渲染管道）则面向高端平台如PC和主机，提供更先进的视觉功能，但性能开销也更大。

Q: 我可以使用内置渲染管道使用Shader Graph吗？

A: 不可以，Shader Graph专门设计用于可编程渲染管道（SRP），包括URP和HDRP。它不兼容内置渲染管道。

Q: 如何优化我的着色器以适应移动设备？

A: 为了优化移动设备上的着色器，使用较低分辨率的纹理，避免复杂的数学运算，尽量减少节点数量。此外，考虑使用更简单的着色模型并减少影响对象的灯光数量。

Q: 我可以在VR项目中使用Shader Graph吗？

A: 可以，Shader Graph可用于VR项目。但是，你需要确保你的着色器针对VR的性能要求进行了优化。这可能包括使用更简单的着色器并针对特定硬件进行优化。