Shader Development using unity 筆記01

前言：

前陣子每天都會在google上爬文，找看看有沒有哪些文章能簡單的幫助我入門shader這個大坑，找了好久、繞了好幾個圈，但弱者如我，看了許多對岸的大神寫了很多教學分享文章，依舊對shader是什麼，到底要如何運作感到懞懞懂懂、一知半解，所以找到這系列影片時，非常開心地希望可以分享給大家，我會盡量用比較口語化的方式介紹專有名詞，希望是一系列連你阿母都能看得懂的教學😁

p.s我的英文也是破破的，所以不敢說是系列影片的翻譯，頂多只能算是筆記，大家就將就看一下吧XD

正文：

所以什麼是Shader呢？

再深入學習shader之前，首先我們要先了解GPU到底是什麼，

GPU也就是大家口中所謂的顯示卡、顯卡，是專門負責計算電腦中圖形處理、圖像處理的電腦硬體，全名是Graphic Processing Unit 中文叫做圖形運算單元、圖形處理器。 不同於CPU，他們之間最大的差別在於運作方式、內核數量，CPU就像是台上的老師，他們的數量或許沒有學生數量來的多，但是個體運算能力都遠遠超過學生許多，再來是他們處理事情的方法，CPU處理多件事情的時候他們會按照順序，一件一件執行，而我們的GPU處理事情時則會“多件事情同時處理“

也因此CPU擅長處理單一且複雜的邏輯運算 GPU擅長處理大量且簡單的邏輯運算

再來進入我們的主題，shader則是一個運作在GPU上的指令集合，不同於一般的程式語法，shader生來就是為了在GPU上面運作的程式語法說得再多都不如直接看比較快，以下分享一個網站，裡面許多特效、電腦動畫全部只依靠短短的幾行程式碼、跟一兩張貼圖製作而成

shader toy : https://www.shadertoy.com

是的，這就是shader的魅力，短短的幾行代碼，就可以製造出千奇百怪的效果

shader的工作

在電腦的世界裡，如果我們要畫一張卡片，我們首先需要的是他的頂點位置，這些頂點的法向量、顏色，以上這些我們稱之為頂點資訊（vertex input）

接者介紹我們第一個shaader – 頂點著色器（vertex shader）

我們可以簡單的把它看作一台機器(函數)

當你把以上這些頂點資訊丟給頂點著色器（vertex shader）後他會輸出處理過後的資料（data）

舉例來說如果你丟給他一張靜止的旗幟，並讓他用sin()函數作時間上的變化，他可以生成出一張飄動的旗子（如下圖）

而這些輸出的資料他們不會閒著什麼也不做，這些經過頂點著色器（vertex shader）處理過的資料，會傳給光柵器（rasterizer），他是電腦裡的另外一個硬體， 並且只負責處理兩個任務

第一：他檢查像素點是否出現在幾何區域內

（也就是幾何圖形的範圍之中，像下圖中的三角形區域）

第二 ：他會根據你給他的頂點資訊（一樣只有幾何區域內）， 計算出每個像素的顏色插值，並將其傳遞給pixel shader

接著我們第二個夥伴pixel shader輸出每一點的顏色、透明度

重點整理： 1.cpu序列執行，GPU平行處理

2頂點著色器（.vertex shader）負責處理頂點訊息，諸如頂點位

置、法向量、顏色訊息

3.光柵器（raterizer） 處理兩個任務找出幾何區域內的像素

找出每一片像素的顏色插值

4.像素點著色引擎（pixel shader） 每一個像素顏色的加工、透明度的設定

5.簡單的工作流程： 頂點資料 --> 頂點著色器 -->光柵器 -->像素著色引擎

p.s.如果對搞清楚這些shader、元件到底是什麼而感到困難的話，可以先從記住這些元件的工作內容開始哦～

第一次分享自己整理的筆記，如果有寫錯的地方或寫得不太好的地方還請大大們指點一下，我一定會馬上修改文章😊 如果有看不太懂的地方也歡迎大家回報給我喔😆 我會盡量一一回覆的XD