URP 文档

在自定义 URP 着色器中转换坐标

1.在着色器文件的 HLSLPROGRAM 内部添加 #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"。Core.hlsl 文件会自动导入 ShaderVariablesFunction.hlsl 文件。
2.使用 ShaderVariablesFunction.hlsl 文件中的以下方法之一。

方法 语法 描述
GetNormalizedScreenSpaceUV float2 GetNormalizedScreenSpaceUV(float2 positionInClipSpace) 将裁剪空间中的位置转换为屏幕空间。
GetObjectSpaceNormalizeViewDir half3 GetObjectSpaceNormalizeViewDir(float3 positionInObjectSpace) 将物体空间中的位置转换为朝向观察者的标准化方向。
GetVertexNormalInputs VertexNormalInputs GetVertexNormalInputs(float3 normalInObjectSpace) 将物体空间中的法线转换为世界空间中的切线、双切线和法线。你还可以同时输入法线和 float4 形式的切线
GetVertexPositionInputs VertexPositionInputs GetVertexPositionInputs(float3 positionInObjectSpace) 将物体空间中的顶点位置转换为世界空间、视图空间、裁剪空间和标准化设备坐标（NDC）。
GetWorldSpaceNormalizeViewDir half3 GetWorldSpaceNormalizeViewDir(float3 positionInWorldSpace) 计算世界空间中的位置到观察者的方向，并进行标准化。
GetWorldSpaceViewDir float3 GetWorldSpaceViewDir(float3 positionInWorldSpace) 计算世界空间中的位置到观察者的方向。

VertexPositionInputs

使用 GetVertexPositionInputs 方法可以获取此结构体。

字段 描述
float3 positionWS 世界空间中的位置。
float3 positionVS 视图空间中的位置。
float4 positionCS 裁剪空间中的位置。
float4 positionNDC 归一化设备坐标（NDC）中的位置。

VertexNormalInputs

使用 GetVertexNormalInputs 方法可以获取此结构体。

字段 描述
real3 tangentWS 世界空间中的切线。
real3 bitangentWS 世界空间中的双切线。
float3 normalWS 世界空间中的法线。

在自定义 URP 着色器中使用相机

  1. 在着色器文件中的 HLSLPROGRAM 内部添加 #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"。Core.hlsl 文件会导入 ShaderVariablesFunction.hlsl 文件。
  2. 使用以下方法之一，它们都在 ShaderVariablesFunction.hlsl 文件中定义。
方法 语法 描述
GetCameraPositionWS float3 GetCameraPositionWS() 返回相机的世界空间位置。
GetScaledScreenParams float4 GetScaledScreenParams() 返回屏幕的宽度和高度（以像素为单位）。
GetViewForwardDir float3 GetViewForwardDir() 返回视图的前向方向（世界空间）。
IsPerspectiveProjection bool IsPerspectiveProjection() 如果相机的投影设置为透视投影，则返回 true。
LinearDepthToEyeDepth half LinearDepthToEyeDepth(half linearDepth) 将线性深度缓冲区值转换为视图深度。
TransformScreenUV void TransformScreenUV(inout float2 screenSpaceUV) 如果 Unity 使用的是颠倒的坐标空间，则翻转屏幕空间位置的 y 坐标。您还可以输入 uv 和屏幕高度（作为 float），方法将输出缩放到屏幕大小的像素位置。

在自定义 URP 着色器中使用光照

  1. 在着色器文件中的 HLSLPROGRAM 内部添加 #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Lighting.hlsl"。
  2. 使用以下部分中的任何方法。

获取光照数据

Lighting.hlsl 文件导入了 RealtimeLights.hlsl 文件，该文件包含以下方法。

方法 语法 描述
GetMainLight Light GetMainLight() 返回场景中的主光源。
GetAdditionalLight Light GetAdditionalLight(uint lightIndex, float3 positionInWorldSpace) 返回影响 positionWS 的 lightIndex 额外光源。例如，如果 lightIndex 为 0，该方法返回第一个额外光源。
GetAdditionalLightsCount int GetAdditionalLightsCount() 返回额外光源的数量。

为表面法线计算光照

方法 语法 描述
LightingLambert half3 LightingLambert(half3 lightColor, half3 lightDirection, half3 surfaceNormal) 使用 Lambert 模型计算并返回表面法线的漫反射光照。
LightingSpecular half3 LightingSpecular(half3 lightColor, half3 lightDirection, half3 surfaceNormal, half3 viewDirection, half4 specularAmount, half smoothnessAmount) 使用 简单阴影 计算并返回表面法线的高光反射光照。

计算环境光遮蔽

Lighting.hlsl 文件导入了 AmbientOcclusion.hlsl 文件，该文件包含以下方法。

方法 语法 描述
SampleAmbientOcclusion half SampleAmbientOcclusion(float2 normalizedScreenSpaceUV) 返回屏幕空间中指定位置的环境光遮蔽值，其中 0 表示遮蔽，1 表示未遮蔽。
GetScreenSpaceAmbientOcclusion AmbientOcclusionFactor GetScreenSpaceAmbientOcclusion(float2 normalizedScreenSpaceUV) 返回屏幕空间中指定位置的间接和直接环境光遮蔽值，其中 0 表示遮蔽，1 表示未遮蔽。

AmbientOcclusionFactor

使用 GetScreenSpaceAmbientOcclusion 方法返回此结构体。

字段 描述
half indirectAmbientOcclusion 由物体遮挡间接光导致的阴影量，表示物体受到环境光遮蔽的程度。
half directAmbientOcclusion 由物体遮挡直接光导致的阴影量，表示物体受到直接光遮蔽的程度。

Light

使用 GetMainLight 和 GetAdditionalLight 方法返回此结构体。

字段 描述
half3 direction 光源的方向。
half3 color 光源的颜色。
float distanceAttenuation 光源的强度，基于光源与物体之间的距离。
half shadowAttenuation 光源的强度，基于物体是否在阴影中。
uint layerMask 光源的层掩码。

在自定义 URP 着色器中使用阴影

要在自定义 Universal Render Pipeline (URP) 着色器中使用阴影，请按照以下步骤操作：

  1. 在着色器文件的 HLSLPROGRAM 内部添加 #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Lighting.hlsl"。Core.hlsl 文件会自动导入 Shadows.hlsl 和 RealtimeLights.hlsl 文件。
  2. 使用以下部分的方法。

获取阴影空间中的位置

使用这些方法将位置转换为阴影贴图坐标。

方法 语法 描述
GetShadowCoord float4 GetShadowCoord(VertexPositionInputs vertexInputs) 将顶点位置转换为阴影空间。有关 VertexPositionInputs 结构体的信息
TransformWorldToShadowCoord float4 TransformWorldToShadowCoord(float3 positionInWorldSpace) 将世界空间中的位置转换为阴影空间。

计算阴影

以下方法使用阴影贴图计算阴影。在使用这些方法之前，请先完成以下步骤：

  1. 确保场景中存在包含 ShadowCaster 着色器 Pass 的物体，例如使用 Universal Render Pipeline/Lit 着色器的物体。
  2. 在着色器中添加 #pragma multi_compile _ _MAIN_LIGHT_SHADOWS _MAIN_LIGHT_SHADOWS_CASCADE _MAIN_LIGHT_SHADOWS_SCREEN，以便访问主光源的阴影贴图。
  3. 在着色器中添加 #pragma multi_compile _ _ADDITIONAL_LIGHT_SHADOWS，以便访问额外光源的阴影贴图。
方法 语法 描述
GetMainLight Light GetMainLight(float4 shadowCoordinates) 返回场景中的主光源，并根据阴影坐标位置计算 shadowAttenuation 值。
ComputeCascadeIndex half ComputeCascadeIndex(float3 positionInWorldSpace) 返回世界空间中位置的阴影级联索引。
AdditionalLightRealtimeShadow half AdditionalLightRealtimeShadow(int lightIndex, float3 positionInWorldSpace) 在世界空间中的指定位置，从额外光源的阴影贴图中获取阴影值。
GetMainLightShadowFade half GetMainLightShadowFade(float3 positionInWorldSpace) 基于世界空间位置与相机的距离，返回主光源阴影的渐变程度。
GetAdditionalLightShadowFade half GetAdditionalLightShadowFade(float3 positionInWorldSpace) 基于世界空间位置与相机的距离，返回额外光源阴影的渐变程度。
ApplyShadowBias float3 ApplyShadowBias(float3 positionInWorldSpace, float3 normalWS, float3 lightDirection) 在世界空间的位置上添加阴影偏移。