ShaderForge是一款為Unity所用的、基于節點操作的Shader插件。筆者一直想寫一篇關于ShaderForge的教程，希望可以分享給想學習Shader的美術。通過該插件，美術不需要編寫代碼就可以制作Shader。同時筆者也希望Shader程式員能客觀看待這款插件，美術效果和代碼優化需要美術和程式的共同配合來完成。
本文主要從插件使用和代碼優化兩個方面來介紹ShaderForge在手機遊戲上的應用。
官方首頁：http://www.acegikmo.com/shaderforge/
通過ShaderForge建立Shader後，會提供一些Shader模闆，建立對應于不同光照模型的Shader。
ShaderForge的預設使用者界面分為預覽、Shader設定（名稱、屬性、光照模型、幾何繪制、混合模式）、節點連線編輯面闆、節點清單。
1. Main節點
在建立Shader檔案時，預設會有一個唯一的Main節點，用于輸出材質效果。大家可以參考Unite2014-ShaderForge教程進行整理，連結如下：
https://www.youtube.com/watch?v=WMHpBpjWUlY
基本輸出會根據 Lighting 設定中的所選的不同光照模型（Unlit/Custom、Blinn-Phong、Phong、PBL）進行計算。
無光照的情況下 FinalColor.rgb = Emission。
使用光照模型的情況下 FinalColor.rgb = Diffuse + Specular + Emission，Normal用于Diffuse和Specular的光照計算。
手機遊戲使用光照 一般使用 Forward 前向渲染，使用光照模型 Blinn-Phong ，會計算漫反射、環境光和高光。 Light Count 代表接受單個光源Single Directional還是多個光源Multi-light的影響。 Lightmap & light probes 代表可參與光照烘焙。 Receive Ambient Light 代表接受Lighting面闆中設定的環境光的影響。
光照部分的輸出 用于在基本光照模型上添加間接光照（Ambient Light和Ambient Occlusion）或者改變光照模型使用自定義光照模型（Custom Lighting）。
使用基本光照模型時，Diffuse = DirectDiffuse + IndirectDiffuse， DirectDiffuse = GI.DirectDiffuse， IndirectDiffuse = （GI.IndirectDiffuse + DiffuseAmbientLight） * Diffuse AmbientOcclusion。
使用自定義光照模型時，Diffuse = CustomLighting。
透明部分的輸出用于計算透明值。ShaderForge會根據連線情況來配置 Blending 設定中的混合模式（Opaque、AlphaBlend等）。
預設沒有透明輸出時，混合模式為Opaque不透明模式，FinalColor.a = 1。Opacity有輸出時，根據混合模式對應的運算得到透明度，FinalColor.a = Opacity。
常用的半透明混合模式有AlphaBlend、Additive，AlphaBlend的計算方式為：SrcAlpha+DstOneMinusSrcASlpha；Additive的計算方式為SrcAlpha+DstOne。
OpacityClip有輸出時，會忽略混合模式，預設情況下隻渲染高于0.5的顔色值，FinalColor.a = Clip（OpactiyClip -0.5）。
Receive Fog 代表接受霧效影響。 Auto Sort 代表根據混合模式自動選擇渲染隊列，一般情況下不需要手動修改。 Ignore Projectors 代表忽略投影這類對象的影響。 Write to Depth buffer 代表寫深度。
幾何繪制部分的輸出可以改變繪制物體的頂點計算。
2. 節點操作
從節點清單裡選擇節點拖動到編輯面闆中，熟練後可以通過節點名稱的首字母以快捷鍵的方式找到節點。比如使用快捷鍵“T”找到Texture2D節點，點選添加。
3. 其他常用的快捷操作
選中節點：使用Alt+滑鼠框選
斷開連線：使用Alt+右鍵劃動
官方對節點的說明有詳細的描述和圖解，建議有疑問的時候去檢視官方文檔：
http://www.acegikmo.com/shaderforge/nodes/
這裡簡單說明下顔色的加減乘幂運算。Multiply乘法通常用于使顔色變亮（Color2.0）或變暗（Color0.5），Add加法通常用于使顔色變亮（Color+0.5），Subtract減法通常用于使顔色變暗（Color-0.5），Power幂可以用于對比度調整（Pow（Color，2.2））。
涉及判斷（If）的運算通常不推薦在手機遊戲中使用，可以通過Min、Max、Step等運算避開。
1. 偏色
2. UV變化
Pannel、Rotation等節點可用于改變UV，配合Time節點的運算可以産生UV動畫。
3. 勾邊光
Fresnel節點用于擷取繪制對象的邊緣。
4. 地形
Lerp線性插值可以通過一個蒙版貼圖來混合兩張貼圖來得到混合效果。
從美術的角度來看，不管是否想學習Shader代碼，都需要了解它并配合程式員完成最終的優化。優化工作一部分在于節點的使用，另一部分在于代碼的删減，這兩個方面都可以由程式員來配合完成。從程式的角度來看，也許會認為美術制作Shader是不可掌控的，而實際上，我們應該鼓勵美術去學習圖形化的Shader編輯工具，并進行指導和優化。
使用ShaderForge制作的Shader可以通過文本的方式打開檢視，ShaderForge通過代碼開始位置的注釋來還原節點連線。
一個普通Shader使用ShaderForge與手寫代碼的對比如下圖所示。
根據Shader設定會生成對應的代碼，對應的關系如下圖所示。
1. Shader Settings 和 Properties 子產品
2. Lighting 子產品
3. Geometry 和 Blending 子產品
節點連線生成的代碼大部分在frag這段内容中，可以通過對比的方式來找到節點計算對應的代碼，對前文節點示例中的節點圖舉幾個例子：
通常我們會手動修改node_9660這種臨時參數為可了解的變量名稱。
經過了幾個版本的更新，ShaderForge生成的代碼實際并沒有太多的備援部分。主要表現在三個方面：
1. 多餘的編譯指令
根據實際使用的光照情況可以選擇性地去掉多餘的光照編譯指令項。
2. 多餘的采樣UV定義
當需要采樣多個貼圖時，考慮到貼圖的UV可以從同一個UV采樣進行計算，可以省去多餘的UV采樣。
3. 多餘的變量定義
備援的變量定義可以手動進行合并。
原文出處：侑虎科技
本文作者：admin
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