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Unity内置Shader详解
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Unity Shaders（56）
本系列主要参考一书（感谢原书作者），同时会加上一点个人理解或拓展。是本书所有的插图。是本书所需的代码和资源（当然你也可以从下载）。========================================== 分割线&==========================================写在前面啦啦啦，又开了新的一章。。。为什么会讲CgInclude呢？什么又是Cg呢？呜，按我的理解就是Cg是Shader语言里面的跨平台语言。众所周知，GLSL语言是工作在OpenGL接口上的，而HLSL语言是工作在DirectX接口上的，而Cg语言可以使用这两种不同的API，而不需要考虑平台问题。当然，这里面还有很多平台相关的性能问题。Unity允许在Shader中嵌套Cg代码片段，然后会再编译成OpenGL、DirectX、Flash等，以便让我们的Shader工作在不同的平台上。而使用CgInclude可以让我们重用代码，实现Shader的模块化。实际上，我们之前在不知不觉中就使用过一系列Unity内置的CgInclude来编写Surface Shader。还记得Lambert、BlingPhony光照函数吗？这就是使用了Unity提前为我们编写好的Cg片段。理解并编写我们自己的CgInclude文件，有助于我们更快、更方便地修改Shader。而在编写自己的文件之前，我们先来学习下Unity为我们提供了哪些内置的光照模型、函数和状态变量。Surface Shader是Unity的骄傲，它为我们节省了很多代码量，其中很重要的原因就是它在背后为我们做了很多工作。我们可以在Editor/Data/CGIncludes（MAC下是Content/CGIncludes）下找到这些代码。这些文件有的负责阴影和光照，有的则是一些辅助函数，还有一些负责平台依赖。如果没有它们，我们的Shader编写起来会变得更加费劲。你可以在里找到Unity提供的一些信息。下面通过使用UnityCG.cginc文件里面的辅助函数，来正式开始理解内置的CgInclude文件。准备工作创建一个新的场景和一个球体，添加一个平行光。创建一个新的Shader和Material，可以命名为HelperFunctionShader。把Shader赋给Material，把Material赋给球体。最后，打开UnityCG.cginc文件，以便我们可以查看这些辅助函数的具体实现。实现在Properties块中添加下面新属性。我们需要一张纹理以及一个控制去色滑动条： Properties {
_MainTex (&Base (RGB)&, 2D) = &white& {}
_DesatValue (&Desaturate&, Range(0, 1)) = 0.5
}在CGPROGRAM里面添加上述新属性的引用：
sampler2D _MainT
fixed _DesatV注意：fixed类型的范围是-2.0到+2.0，精度是1/256，超过了就不行了哦！最后，修改surf函数。它里面使用了一个我们之前没有见过的函数——lerp和Luminance，Luminance函数是在UnityCG.cginc里面定义的，而lerp是Cg的一个函数。
void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
half4 c = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex);
o.Albedo = lerp(c.rgb, Luminance(c.rgb), _DesatValue);
o.Alpha = c.a;
}最后，通过改变去色滑动条的大小，就可以得到下面的效果（从左到右去色值分别对应0.0，0.5，1.0）：解释我们通过使用内置的辅助函数Luminance()，来快速得到一个去色效果，或者说是实现了Shader的灰度化。这些都是因为UnityCG.cginc文件自动为我们的Shader包含了相关代码。如果你搜索UnityCG.cginc文件，你可以找到如下代码：// Converts color to luminance (grayscale)
inline fixed Luminance( fixed3 c )
return dot( c, fixed3(0.22, 0.707, 0.071) );
}由于Unity会自动编译这些代码，因此我们可以直接在Shader中使用这些函数。而另一个函数lerp()，是Cg的一个函数，里有详细的函数说明。细心的话，你可以在CGInclude文件夹下找到另一个文件——Lighting.cginc（代码不多）。这个文件里面包含了所有我们在类似#pragma&surface&surf&Lambert这样的声明里使用的光照模型。
参考知识库
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我叫乐乐，程序媛一枚，就读于上海交通大学软件学院，研究生，数字媒体方向。喜欢用计算机来绘制各种五彩缤纷的画面~欢迎访问我的和 :)
邮件：lelefeng1992 # gmail DOT com
PS：为防止垃圾邮件，请自行转换为正确格式哦~
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Unity Shaders（56）
我的书（1）
感谢所有点进来看的朋友。没错，我目前打算写一本关于Unity Shader的书。
出书的目的有下面几个：
总结我接触Unity Shader以来的历程，给其他人一个借鉴。我非常明白学Shader的艰难，在群里也见了很多人提出的问题。我觉得学习Shader还是一件有规律可循的事情，但问题是中文资料难觅，而大家又不愿意去看英文。。。这对我有什么好处呢？强迫我对知识进行梳理，对细节问题把握更清楚。
第二个原因你懂的。
关于本书的定位问题：
面向Unity Shader初学者，但要：
有一定的编程经历，不然我说：在脚本里写一个函数XXX，您问我，脚本是啥？我：……。
希望您还记得初中高中的基本数学。起码能把数算清楚。我明白很多人早就把矩阵这些稍微复杂一点的数学还给了大学老师，所以我会单独在一个章节里介绍。
希望您有一定的耐心。为什么你老是觉得看不懂、学不会Shader，可以反思下自己是不是太急躁了，想要今天看一下明天就会。放弃吧，这是不可能的。
我写这本书的一个目标是，希望帮助初学者把基础打牢，没有基础任何上层建筑都是不可靠的。
我不是在写一本特效大全，所以你如果想要看到各种酷炫狂霸拽的特效，抱歉，这本书里几乎没有。这跟上一点有很大关系，仅靠一本书，我可以肯定一个初学者没有办法成为一个“Shader大神”。我希望所有读过这本书的人可以真正明白shader是个什么东西，而不是说：“哦，shader嘛，就是在Unity里右键Create-&Shader得到的那个东西嘛”。关于特效大全的问题，如果将来我有十足的经验和资格了，可能会真的写一本，哈哈哈
写书是件很不容易的事情，希望我可以把它做好。
<font color="#15.12.21更新：关于什么时候出版
不少朋友留言或者发邮件问我什么时候出版，我比你们更着急呀……不过编辑说还在修改和排版，大概出版时间会在明年一月份（希望不会延期吧）。谢谢大家帮我起名字！我把一些大家起得名字拿给编辑看，以及和朋友讨论，最后还是暂定为《Unity Shader入门精要》。难听么？别打击我……下面有朋友起了很多萌萌哒的名字，利用下程序媛的身份，不过吧，感觉这个因人而异，说不定有人就不喜欢程序媛写的书呢……所以最后还是挑了这个比较严肃的名字，嗯。
书的封面我也找万能的设计师兰朋友设计啦~
还没出版所以打打水印。当然了，编辑只是同意用了，但是应该还会修改吧。不知道大家觉得封面怎么样……我是觉得萌萌哒，哈哈。
<font color="#16.1.29更新
不好意思地告诉大家，书籍出版时间推迟了。编辑说由于北京雾霾，所以印刷厂没法大量印刷书籍，造成很多书籍堆压，因此就要到年后。承蒙大家厚爱，一直关心这本书的出版，很感动。有朋友说隔几天就来看一眼我又开心又觉得有点愧疚。如果你觉得总是来这里看很麻烦的话可以给我发个邮件：lelefeng1992 # gmail DOT com，我会把你的邮箱加到列表里，等出版后会给您发邮件通知。
再次感谢大家的支持，我和你们一样，希望早日看到书出版！
<font color="#16.03.04更新：我的天哪到底什么时候出版！
由于大家的连环夺命催，我也变成了催债婆，隔三差五就问编辑到底啥时候能看到书。呐，编辑说了，”就像不敢催作者尽快交书稿，因为怕作者赶时间写不好一样，文字编辑也不敢催他们，怕弄不好了“。编辑给了我他们修改的照片，让我安抚下我们的内心，”看吧，这么多错误要改，以为很容易的吗？！“（这话是我说的……）编辑的原话是说，让大家看看，”你、我们、编辑都在认真工作尽量把书弄好。“恩。
我又问了下什么时候可以出版，编辑说是3月底，我说相信编辑。好了，事情的经过就是这样，我们一起再等等吧。再次谢谢各位的关注和支持！我很感动，真的。
<font color="#16.05.05更新：讲真，到底什么时候出版
时隔两个月我终于又更新了……其中的艰辛我就不说了，总之结果就是目前修改都修改完了，编辑说就等着印刷了，上市的话会在5月中旬，并承诺“这一次不辜负你和读者了”。我们拭目以待吧。
经过多次修改（其实一直在修改文字，改错字，哎，啥也不说了），封面也终于出来了：
封面是兰盆友设计的草稿 :) 还要多谢雨松前辈和风宇冲前辈写的序！
其实早在一个月前，我就把项目源码和书里所有的插图彩色版放到了网上，有需要的朋友可以现在就去查看了：
关于彩色版的问题，这次还是会印刷成黑白的，主要还是成本考虑，因为不知道这书销量怎么样，定价高了担心销量会受影响。所以目前这书的定价应该是69元，网上一打折应该就是50块左右。不过我已经把彩图都放到网上了，就是需要读者麻烦点自己去根据图片编号来查看相应彩图了。
希望这是最后一次更新了，下一次直接开新的文章说上市啦~
<font color="#16.05.19更新：出版日期
大家好，之前说的五月中旬不出意外地又延期了，不过好消息是五月末六月初一定会上市的！~书目前正在印刷过程中，人民邮电出版社在他们的官方网站上放出了预售链接：。定价是69元，打折一下大概是53元，不过也是预售，目前还没有印刷好，预计上市时间是5月28日。这个网站会比京东、亚马逊等网站到货早一点，但大家也不用急于在这上面购买，我自己也还没拿到样书……
等到京东、亚马逊等网站正式上市的时候，我会再更新一篇文章。这是本篇文章最后一次更新，在此真心真心感谢大家的支持，希望不负各位的厚望 :)
我把这本书分为五大篇章：
基础篇：这是很重要的一章，主要是为了初学者普及基本的理论知识，以及所需的数学基础。我明白很多人看不懂网上的一些材料，我尽量讲得通俗。
Shader初级篇：从最简单的shader开始，讲解shader中基础的光照模型、纹理、和透明效果等。同时，还会介绍一些shader的Debug技巧、shader里常见报错信息。
Shader中级篇：这是进阶篇章，将讲解更加复杂的光照、高级纹理、以及如何用shader实现动画等一系列进阶内容；
Shader高级篇：则涵盖了一些shader的高级用法，如使用缓冲区、实现屏幕特效、非真实感渲染等，同时，还会介绍一些优化技巧；
扩展篇：将会涵盖一些Unity Surface Shader背后的机制，还会针对Unity 5.0+版本中的一些新的特性进行简要分析。最后，希望向大家介绍一点学习shader的经验和资源。
目前目录已经初步定型，把目录记录在这里，但我会不断更新。
如果您对该书的目录和内容有任何意见和建议都可以在下方留言。如果您没有CSDN账号，也可以通过发邮件来告诉我：lelefeng1992 # gmail DOT com。我会根据您的意见对目录和内容做出一定的更改。
目录（已完整）
* 这本书讲些什么
* 读这本书之前你需要哪些知识
* 谁适合读这本书
* 谁暂时还不适合读这本书
* 读者反馈
* 本书源码
第1部分 基础篇
第1章 欢迎来到Shader的世界
1.1 程序员的三大浪漫：为什么要学习Shader
1.2 这不是程序员一个人的战斗
1.3 世界这么大
第2章 渲染流水线
2.1.1 什么是流水线
2.1.2 什么是渲染流水线
2.2 CPU和GPU的通信
2.2.1 把数据加载到显存中
2.2.2 设置渲染状态
2.2.3 调用Draw Call
2.3 GPU流水线
2.3.1 概述
2.3.2 顶点着色器
2.3.3 裁剪
2.3.4 屏幕映射
2.3.5 三角形设置
2.3.6 三角形遍历
2.3.7 片元着色器
2.3.8 逐片元操作
2.3.9 总结
2.4 一些容易困惑的地方
2.4.1 什么是OpenGL/DirectX
2.4.2 什么是HLSL、GLSL、CG
2.4.3 什么是Draw Call
2.4.4 什么是固定渲染管线（Fixed-Function Pipeline）
2.5 那么，你明白什么是Shader了吗
第3章 Unity Shader基础
3.1 Unity Shader概述
3.1.1 一对好兄弟：材质（Material）和Unity Shader
3.1.2 Unity中的材质
3.1.3 Unity中的Shader
3.2 Unity Shader的基础：ShaderLab
3.2.1 什么是ShaderLab
3.3 Unity Shader的结构
3.3.1 给我们的Shader起个名字：Shader
3.3.2 材质和Unity Shader的桥梁：Properties
3.3.3 重量级成员：SubShader
3.3.4 留一条后路：Fallback
3.3.5 ShaderLab还有其他的语义吗
3.4 Unity Shader的形式
3.4.1 Unity的宠儿：Surface Shader
3.4.2 最聪明的孩子：Vertex/Fragment Shader
3.4.3 抛弃的角落：Fixed Function Shader
3.4.4 那么，要选择哪种Unity Shader形式
3.5 本书使用的Unity Shader形式
3.6 答疑解惑
3.6.1 Unity Shader != 真正的Shader
3.6.2 Unity Shader和CG/HLSL之间的关系
3.6.3 我可以使用GLSL来写吗
第4章 学习Shader所需的数学基础
4.1 背景：农场游戏
4.2 笛卡尔坐标系
4.2.1 二维笛卡尔坐标系
4.2.2 三维笛卡尔坐标系
4.2.3 左手坐标系和右手坐标系
4.2.4 Unity使用的坐标系
4.2.5 练习题
4.3 点和矢量
4.3.1 点和矢量的区别
4.3.2 矢量运算
4.3.2.1 矢量和标量乘法/除法
4.3.2.2 矢量的加法和减法
4.3.2.3 矢量的模
4.3.2.4 单位矢量
4.3.2.5 矢量的点积
4.3.2.6 矢量的叉积
4.3.3 练习题
4.4.1 矩阵的定义
4.4.2 和矢量联系起来
4.4.3 矩阵运算
4.4.3.1 矩阵和标量的乘法
4.4.3.2 矩阵和矩阵的乘法
4.4.4 特殊的矩阵
4.4.4.1 方块矩阵
4.4.4.2 单位矩阵
4.4.4.3 转置矩阵
4.4.4.4 逆矩阵
4.4.4.5 正交矩阵
4.4.5 行矩阵还是列矩阵
4.4.6 练习题
4.5 矩阵的几何意义：变换
4.5.1 齐次坐标
4.5.2 分解基础变换矩阵
4.5.3 平移矩阵
4.5.4 缩放矩阵
4.5.5 旋转矩阵
4.5.6 组合变换
4.5.7 练习题
4.6 坐标空间
4.6.1 为什么要使用这么多不同的坐标空间
4.6.2 坐标空间的变换
4.6.3 顶点的坐标空间变换过程
4.6.3.1 案例
4.6.4 模型空间
4.6.4.1 案例
4.6.5 世界空间
4.6.5.1 案例
4.6.6 观察空间
4.6.6.1 案例
4.6.7 裁剪空间
4.6.7.1 透视投影
4.6.7.2 正交投影
4.6.7.3 案例
4.6.8 屏幕空间
4.6.8.1 案例
4.6.9 总结
4.7 法线变换
4.8 Unity Shader中的内置变量（数学篇）
4.9 答疑解惑
4.9.1 使用3 x 3还是4 x 4的变换矩阵
4.9.2 Cg中的矢量和矩阵类型
4.9.3 Unity中的屏幕坐标：ComputeScreenPos/VPOS/WPOS
练习题答案
第2部分初级篇
第5章 开始Unity Shader学习之旅
5.1 本书使用的软件和环境
5.2 一个最简单的Vertex/Fragment Shader
5.2.1 Vertex/Fragment Shader的基本结构
5.2.2 模型数据从哪来
5.2.3 顶点着色器和片元着色器之间如何通信
5.2.4 如何使用属性
5.3 强大的援手：Unity提供的内置文件和变量
5.3.1 内置的包含文件
5.3.2 内置的变量
5.4 Unity提供的Cg/HLSL语义
5.4.1 什么是语义
5.4.2 Unity支持的语义
5.4.3 如何定义复杂的变量类型
5.5 程序员的烦恼：Deeeeebug
5.5.1 使用假彩色图像
5.5.2 利用神器：Visual Studio
5.6 小心：渲染平台的差异
5.6.1 渲染纹理的坐标差异
5.6.2 Shader的语法差异
5.6.3 Shader的语义差异
5.6.4 其他平台差异
5.7 Shader整洁之道
5.7.1 float、half还是fixed
5.7.2 规范语法
5.7.3 避免不必要的计算
5.7.4 慎用分支和循环语句
5.7.5 不要除以0
第6章 Unity中的基础光照
6.1 我们是如何看到这个世界的
6.1.1 光源
6.1.2 吸收和散射
6.1.3 着色
6.1.4 BRDF光照模型
6.2 标准光照模型
6.2.1 环境光
6.2.2 自发光
6.2.3 漫反射
6.2.4 高光反射
6.2.5 逐像素还是逐顶点
6.2.6 总结
6.3 环境光和自发光
6.4 漫反射光照模型
6.4.1 实践：逐顶点光照
6.4.2 实践：逐像素光照
6.4.3 改善技巧：半兰伯特模型
6.5 高光反射光照模型
6.5.1 实践：逐顶点光照
6.5.2 实践：逐像素光照
6.5.3 Blinn-Phong模型
6.6 召唤神龙：使用Unity内置的函数
6.6.1 使用内置函数改写Unity Shader
第7章 基础纹理
7.1 单张纹理
7.1.1 实践
7.1.2 解释
7.1.3 纹理的属性
7.2 凹凸映射
7.2.1 高度纹理
7.2.2 法线纹理
7.2.3 实践
7.2.4 解释
7.2.5 Unity中的法线纹理类型
7.3 渐变纹理
7.3.1 实践
7.3.2 解释
7.4 遮罩纹理
7.4.1 实践
7.4.2 解释
7.4.3 其他遮罩纹理
第8章 透明效果
8.1 为什么渲染顺序很重要
8.2 Unity Shader的渲染顺序
8.3 透明度测试
8.3.1 实践
8.3.2 解释
8.4 透明度混合
8.4.1 实践
8.4.2 解释
8.5 开启深度写入的半透明效果
8.5.1 实践
8.5.2 解释
8.6 ShaderLab的混合命令
8.6.1 混合等式和参数
8.6.2 混合操作
8.6.3 常见的混合类型
第3部分 中级篇
第9章 更复杂的光照
9.1 Unity的渲染路径
9.1.1 前向渲染路径
9.1.1.1 前向渲染路径的原理
9.1.1.2 Unity中的前向渲染
9.1.1.3 内置的光照变量和函数
9.1.2 顶点照明渲染路径
9.1.2.1 Unity中的顶点照明渲染
9.1.2.1 可访问的内置变量和函数
9.1.3 延迟渲染路径
9.1.3.1 延迟渲染的原理
9.1.3.2 Unity中的延迟渲染
9.1.2.3 可访问的内置变量和函数
9.1.4 选择哪种渲染路径
9.2 Unity的光源类型
9.2.1 光源类型有什么影响
9.2.1.1 平行光
9.2.1.2 点光源
9.2.1.3 聚光灯
9.2.2 在前向渲染中处理不同的光源类型
9.2.2.1 实践
9.2.2.2 解释
9.2.2.3 实验：Base Pass和Additional Pass的调用
9.3 Unity的光照衰减
9.3.1 用于光照衰减的纹理
9.3.2 使用数学公式计算衰减
9.4 Unity的阴影
9.4.1 阴影是如何实现的
9.4.2 不透明物体的阴影
9.4.2.1 让物体投射阴影
9.4.2.2 让物体接收阴影
9.4.3 使用帧调试器查看阴影绘制过程
9.4.4 统一管理光照衰减和阴影
9.4.5 使用透明度测试的物体的阴影
第10章 高级纹理
10.1 立方体纹理
10.1.1 天空盒子
10.1.2 创建用于环境映射的立方体纹理
10.1.3 反射
10.1.4 折射
10.1.5 菲涅尔反射
10.2 渲染纹理
10.2.1 镜子效果
10.2.2 玻璃效果
10.3 程序纹理
10.3.1 在Unity中实现简单的程序纹理
10.3.2 Unity的程序材质
第11章 让画面动起来
11.1 Unity Shader中的内置变量（时间篇）
11.2 纹理动画
11.2.1 序列帧动画
11.2.2 滚动的背景
11.3 顶点动画
11.3.1 流动的河流
11.3.2 广告牌
11.3.3 注意事项
第4部分 Shader高级篇
第12章 屏幕后处理效果
12.1 建立一个基本的屏幕后处理脚本系统
12.2 调整亮度、饱和度和对比度
12.3 边缘检测
12.3.1 什么是卷积
12.3.2 常见的边缘检测算子
12.3.3 实现
12.4 高斯模糊
12.4.1 高斯滤波
12.4.2 实现
12.5 Bloom效果
12.6 运动模糊
12.7 扩展阅读
第13章 使用深度和法线纹理
13.1 获取深度和法线纹理
13.1.1 背后的原理
13.1.2 如何获取
13.1.3 查看深度和法线纹理
13.2 再谈运动模糊
13.3 全局雾效
13.3.1 重建世界坐标
13.3.2 雾的计算
13.3.3 实现
13.4 再谈边缘检测
13.5 扩展阅读
第14章 非真实感渲染
14.1 卡通风格的渲染
14.1.1 渲染轮廓线
14.1.2 添加高光
14.1.3 实现
14.2 素描风格的渲染
14.3 扩展阅读
14.4 参考文献
第15章 使用噪声
15.1 消融效果
15.2 水波效果
15.3 再谈全局雾效
15.4 扩展阅读
15.5 参考文献
第16章 Unity中的渲染优化技术
16.1 移动平台的特点
16.2 影响性能的因素
16.3 Unity中的渲染分析工具
16.3.1 认识Unity 5的渲染统计窗口
16.3.2 性能分析器的渲染区域
16.3.3 再谈帧调试器
16.3.4 其他性能分析工具
16.4 减少Draw Call数目
16.4.1 动态批处理
16.4.2 静态批处理
16.4.3 共享材质
16.4.4 批处理的注意事项
16.5 减少需要处理的顶点数目
16.5.1 优化几何体
16.5.2 模型的LOD技术
16.5.3 遮挡剔除技术
16.6 减少需要处理的片元数目
16.6.1 控制绘制顺序
16.6.2 时刻警惕半透明物体
16.6.3 减少实时光照
16.7 节省带宽
16.7.1 减少纹理大小
16.7.2 利用分辨率缩放
16.8 减少计算复杂度
16.8.1 Shader的LOD技术
16.8.2 代码方面的优化
16.8.3 根据硬件条件进行缩放
16.9 扩展阅读
第5部分 扩展篇
第17章 Surface Shader探秘
17.1 一个例子
17.2 编译指令
17.2.1 表面函数
17.2.2 光照函数
17.2.3 其他可选参数
17.3 两个结构体
17.3.1 数据来源：Input结构体
17.3.2 表面属性：SurfaceOutput结构体
17.4 Unity背后做了什么
17.5 实例分析
17.6 Surface Shader的缺点
第18章 基于物理的渲染
18.1 PBS的理论和数学基础
18.1.1 光是什么
18.1.2 BRDF
18.1.3 漫反射项
18.1.4 高光反射项
18.1.5 Unity中的PBS实现
18.2 Unity 5的Standard Shader
18.2.1 它们是如何实现的
18.2.2 如何使用Standard Shader
18.3 一个更加复杂的例子
18.3.1 设置光照环境
18.3.2 放置反射探针
18.3.3 调整材质
18.3.4 线性空间
18.4 答疑解惑
18.4.1 什么是全局光照
18.4.2 什么是伽马校正
18.4.3 什么是HDR
18.4.4 那么，PBS适合什么样的游戏
18.5 扩展阅读
第19章 Unity 5更新了什么
19.1 场景“更亮了”
19.2 表面着色器更容易“报错了”
19.3 当家做主：自己控制非统一缩放的网格
19.4 固定管线着色器逐渐退出舞台
第20章 还有更多内容吗
20.1 如果你想深入了解渲染的话
20.2 世界那么大
<font color="#15.06.28更新
这几天在写数学的部分，早就料到数学是最难讲的一部分，尤其是矩阵。我和很多人一样，对矩阵这个家伙简直是”深恶痛绝“，看到它就想躲过去。无奈，shader里面要时常跟它打交道，那么，就勇敢地面对它吧！
我很明白，为什么我们会这么”讨厌“矩阵。如果说矢量这种我们还可以通过可视化的方法来直观地理解，那么，矩阵，这个放在一个小方框里的东西，就很难用画的方式把它画出来。而我们人的大脑又是很懒惰的（恩，我只能为我的大脑代言），没图你说个XXX！我才懒得记！
实际上，我一直对数学怀抱一种敬畏的心态。世界上有很多的数学家同时也是哲学家、心理学家，感觉数学对理解这个世界都有非常重要的意义，而且那些数学家的生平都很有意思，让人敬佩。能够将其一生都贡献给数学的人都很伟大的，那些创造矩阵、空间、矢量这些的人是多么伟大，怎么就会想到用这样一种方式来描述这种现象呢？这真的是件很神奇的事情。而且，你会发现，怎么这样算就可以表示出这种意思呢，明明看起来没有任何关系啊！这种巧合真的是让人感叹数学的伟大。
好了，不再歪歪……回到真实的世界……在写的过程中，我会尽量用通俗、幽默、有图示的方式来讲这一章，效果怎么样，我也很忐忑，会不会反映说看不懂？现在一切都不得而知……
一个有趣的事情是，在讲左右手坐标系和左右手法则的时候，我拿自己的手做了模型：
哈，这个黄色的手的确是我的手，然后用Photoshop处理了一下。看起来还挺像那么回事的？谁敢说我手胖我跟谁急！
这几天一直在画图、看书、写文字、写公式（天哪，虽然用Markdown写公式已经很方便了，但一天要写那么多公式也真的是……）、算题，希望最后的结果是好的。加油吧！
<font color="#15.07.10更新
写了两个多星期，把数学一章的草稿基本完成了。今天更新了第2、3、4章的目录，有兴趣的可以看一下，欢迎提出各种意见和建议。
数学篇是我最想好好写的一篇（当然啦，其他章我也会好好写。。。）。数学之所以难学，一部分是因为它的抽象性，没办法，如果我们想要把一些规律从生活中提取出来，就必然要涉及到各种数学符号，这就要用到抽象。我用了很多图和案例来尽量让这个过程更加形象易懂，也使用了一些类似对话的方式，来解释一些常见的疑惑。
目前，本书的第一篇——基础篇基本成型。基础篇里每一章都有个小节叫做答疑解惑，意在总结一些常见的疑惑点，如果读者除了我上面写到的几点外还有其他的困惑，可以给我留言。我会视情况添加到这一章节。
除此之外，在数学一章里我添加了练习题的部分。其实我是有犹豫的，觉得可能大家都会跳过去，那不是白写了。。。之所以要设置这个练习题的部分，一方面的确是希望读者可以通过这些练习真的拿笔算一下，说真的，数学你不多算真的永远学不会。另一方面，是想把一些容易混淆的点通过练习题的方式提出来，让读者自己算一下加深理解。因为如果要把这些混淆点都写进书里，思路上会比较乱。希望能起到比较好的效果吧。。。
下面就会真正开始Unity Shader的部分了。加油！
<font color="#15.07.29更新
放假了大部分时间都拿来看资料、学习、写书了。半个多月写出了基本篇的草稿，不知道是快还是慢？我自信自己写的很详细了，比如第5章介绍了语义，第6章详细介绍了基本光照模型，第7章写到凹凸映射的时候也花了很大篇幅介绍实现的原理和细节，包括高度图，第8章的透明效果先介绍了渲染队列，我自己认为这个很重要的，应该在学习怎么实现透明之前就让读者知道渲染队列对透明来说是多么的重要。我觉得现在的安排对初学者足够友好了，当然写后面内容的时候可能还会对前面的内容进行改动，例如现在想在第4章数学里加一个在Unity脚本里的矩阵运算，但这本书是讲shader的，不知道加进去合不合适，但它的确是个容易出错的地方。
每次讲到新的内容时，我都尽量用图示来解释，每一幅图都是在OmniGraffle里认真做的，希望以后看到的人能get到我的意思。写书写太多感觉写博客都语无伦次了。。。
最近QQ群、私信和留言经常有人问题一些问题，我在这里统一回答一下。回答几个问题：
这书什么时候出版？
大家也看到了我的更新速度，目前写的了第8章（第一章介绍还没写），初步定的是19章，也就是说写了三分之一了，我现在大概花了一个多月，但是写书的确花费了很多时间，写完基本篇之后可能会放慢一下速度。总体来讲，我估测下大概还要三四个月的时间才能写完，因此出版的话最快年底，不然就是明年年初了。有一些人说太晚了，相信我，我比任何人都想让它赶紧出版，但是我不会影分身……好羡慕鸣人。
能不能增加些更高难度的技术？
一些童鞋大概看了前几章目录后觉得内容比较简单。怎么说呢，这本书的定位是面向初学者，因此肯定会是由易到难的，但我自信的是，即便是简单的内容我也写的很详细，很多很小的点也都写到了，很多地方都是其他资料里一带而过，而又很迷惑的点。如果是没有好好学过shader的，就算现在已经可以熟练写一些了我觉得这本书也是有用的。
更重要的是，我不想把它写成一本百科全书，一来我自己的确经验不够，写不来大全，二来我觉得一本大全的书肯定写不精、写不细，到头来又说看不懂怎么办？三来我觉得写shader是一个师傅领进门修行靠个人的活，一旦你了解了它的工作流程和基本思路，剩下的就是经验的积累，你看得写、写得多自然就厉害了，这不是一本基础书就可以让你做到的。
当然，我的确会写一些复杂的技术，这是高级篇和扩展篇的工作。如果你觉得有一些常用的复杂一些的技术想要在这本书里看到，可以告诉我。
是彩色书还是黑白书？
我自己当然希望是彩色书，一本讲画面效果的书竟然是黑白的那太遗憾了。不过编辑告诉我，彩色印刷会提高很多成本，那销量就会下降。我能够理解，但现在还没有一个定论，等写完之后会尽量争取。不过我也很好奇，大家觉得这样一本几百页的全彩书，你觉得多少价钱比较合适？
<font color="#15.09.04更新
断断续续把中级篇的草稿完成了。越往后面写感觉内容的安排越费劲，一些内容不知道把它们归入到哪一章更加合适，放的早了一些内容没讲担心读者看不明白，放的晚了又觉得内容不足单独成章。高级篇想必也会这样。目录还在不断调整中……
写第9章光照简直是除数学篇外最痛苦的一章，想要讲明白非常难啊，不管怎样，目前的内容我尽力了，希望可以有好的效果。因为内容多而且杂，所以这一章不知不觉就写了四万字，也是目前字数最多的章节了。即便这样，仍然对一些内容“念念不忘”，例如菲尼尔光照、边缘光照等，不知道以后会不会加入进去。
话说，写书的时候发现一个不错的免费纹理网站——，写书的时候有一些纹理是从这里找到的，在这里也推荐给大家。当然，也有自己画的一些纹理。之前做游戏的时候做了一个2D水面，这次把它的实现也添加到了书里面。
呼，还有两大篇整体草稿就完成了。有些内容想偷点懒，使用点博客里写过的。。。9月估计要赶论文，进度会更慢。预计完成大概要11月或者12月了，希望大家可以耐心等待。我会加油的。
<font color="#15.10.20更新
恩，好久没更新了。由于9月份一直在弄别的事情所以写书的进程有些滞缓了，让大家久等了！不过还好，赶在11月之前把高级篇的草稿部分写完了，希望大家看了目录能够满意现在的内容。
第12章讲屏幕特效，好吧，我承认我原来没想写这么多的，因为我一开始就说过这不是一本特效大全。不过写着写着，就觉得，恩，高斯模糊很重要，不能删，恩，边缘检测很重要，因为可以和后面联系在一起，恩，这样运动模糊也不能删了（后面也有联系）。所以写着写着就写了很多，不过希望大家看了书可以对这些屏幕特效有所了解，知道它们实现的基本原理（其实本质上都差不多），这样在实现更复杂的屏幕特效时也会有头绪了。第13章讲深度和法线缓存。其实好像移动平台上用的比较少？不过我觉得这张内容非常适合扩展视野，让大家知道原来这些纹理还可以这么用，里面一些内容，比如运动模糊和全局雾效参考了GPU Gems里面的文章，其实GPU Gems也并没有那么复杂。第14章讲了非真实感渲染，这章并不是重点，主要也是为了扩展视野，我选了最流行的卡通风格和非常出名的素描风格来做个例子。第15章讲了噪声在shader中的应用，噪声的应用实在太广了。。。第16章是许多人要求的优化，恩，有四五个童鞋都联系我说希望学习一些优化，如你们所愿:）。这章的内容参考了之前我的，不过当然不是原封不动啦。。。内容更详细了，并针对Unity 5做了一些调整和变化，希望对大家有所启发。高级篇的一个主要目的是为了开阔视野，了解更多技术，因此每一章后面都有扩展阅读部分，给出了我能找到的所有我认为非常好的资料，能列在这部分的资料，我都强烈建议读者去读一下，相信你一定会有非常大的收获。
好啦，最后放一些高级篇里实现的效果，欢迎大家提出意见和建议。
还有最后一篇扩展篇，计划讲一些关于Unity 5的PBR和类似于ShaderToy这样的内容，你怎么看？
恩，一直有人问我什么时候出版，具体时间我真不知道。写完最后一篇大概11月初，然后我还要重新读一遍所有内容，做些调整和修改。这大概也要花一个月吧，也就是12月了。而且可能还有实验室的事情要做，因此出版大概要明天年初了。希望大家能再等一下。不过，真的很感谢一直支持我的各位，说实话写到现在的确有些到了倦怠期，不过因为有很多支持和鼓励的声音给了很多新的动力，谢谢大家。还是希望大家如果对和书有关的任何建议都可以联系我，不胜感激:）
<font color="#15.11.09更新
呜呼，不敢相信自己的速度，我竟然在11月赶出来了……截止到今天，书里面全部的20章内容就都完成了，上周已经对所有章节进行了我这方面的修改，然后交给编辑啦~我已经竭尽全力了，希望会有好的结果！
关于什么时候出版
编辑说大概还要一个多月吧，看我的内容需要多长时间排版，我会在博客里实时更新的（可能会开另一篇文章了吧）！
关于封面和书名
恩，其实之前给出版社写表格的时候填了个名字，《Unity Shader入门金典》，是不是觉得挺难听的……如果你有更好的名字一定要告诉我，如果最后使用了的话一定免费赠书！
封面的话，编辑说我可以提出自己的意见。我比较想用Shadertoy创始人iq的一些作品（），比如下面这些（啊啊啊iq是我的偶像…）：
这些效果只使用了一个pixel shader，是最好的展现shader能力的例子啊有木有！
打算后面给编辑看一下合不合适，然后再联系偶像iq征得许可权:）
这大概是最后一次更新这篇博客了，我上一周在改书的时候虽然对目录小改了下，但大部分内容就是上面这样的。期望后面一切顺利，再次感谢小伙伴们的支持！！！关于出版时间、书名和封面之类的我会在后面不断跟进的！
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我叫乐乐，程序媛一枚，就读于上海交通大学软件学院，研究生，数字媒体方向。喜欢用计算机来绘制各种五彩缤纷的画面~欢迎访问我的和 :)
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