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unity中的材质(material)贴图(texture)着色器(shader)介绍

article 2024/10/30 12:43:39

@TOC

在unity中，材质（material）、贴图（texture）和着色器（shader）是构建和渲染3D对象外观的基本概念

材质(material)

定义：材质是一个用于定义物体外观的资源，它将材质属性(如颜色、纹理、光泽度等)与某种着色器结合起来，影响模型在场景中的视觉效果
主要组成部分：
- shader：材质使用的着色器，决定了如何对材质进行渲染
- color(颜色)：包括主颜色，反射颜色等
- textures（贴图）：图像文件，用于添加细节，图案和色彩
- properties（属性）：不同的着色器可用的参数，控制材质的各种效果（如金属度，光泽度等）
创建材质
- 在project窗口中右键点击，选择create -> material
- 命名新材质，并在inspector面板中设置属性
- 或者通过代码设置：

// 1. 创建材质：使用代码动态创建和配置材质。
Material myMaterial = new Material(Shader.Find("Standard"));
myMaterial.color = Color.red;
myMaterial.SetTexture("_MainTex", myTexture);
// 2. 应用材质：将材质应用到游戏对象的 Renderer 组件上。
GameObject myGameObject = GameObject.Find("MyGameObject");
myGameObject.GetComponent<Renderer>().material = myMaterial;

贴图(texture)

定义：贴图是用于给材质提供表面细节的图像文件，贴图可以影响表面细节，颜色和其他效果
常见类型：
- Diffuse/Diffuse texture(漫反射贴图)：用于定义物体表面的基础色彩
- Normal Map(法线贴图)：用于模拟细微的表面细节和凹凸感，给物体增加深度感
- Specular Map(高光贴图)：控制表面高光的强度和颜色
- Emisson Map(自发光贴图)：让物体某些部分自行发光
- Bump Map(凹凸图)：用灰度图像表示表面的凹凸
添加贴图：
- 将贴图文件导入unity项目（拖拽到project窗口）
- 选中你的材质，在inspector面板中找到对应的属性（如Albedo，normal map等）
- 将贴图文件拖到材质的相应属性槽中
- 也可通过代码添加

// 1. 导入贴图：通过代码加载贴图资源。
Texture2D myTexture = Resources.Load<Texture2D>("Textures/MyTexture");
// 2. 应用贴图：将贴图应用到材质的相应属性。
Material myMaterial = GetComponent<Renderer>().material;
myMaterial.SetTexture("_MainTex", myTexture);

着色器(shader)

定义：着色器是用来处理材质如何被渲染的程序代码，决定了最终的视觉效果，用于描述物体在光照和相机视角下的外观
类型：
- surface shader：比较简单，适合大多数情况，适合处理光照效果
- vertex shader：处理顶点的变换，常用于自定义物体的形状和姿态
- Fragment shader：处理像素级别的渲染计算，通常用于创建真实感的效果
- UI shader：专门为UI组件设计的着色器
使用和自定义着色器
- 选择材质，在Inspector中找到shader下拉菜单，选择一个合适的着色器（如standard/unlit等）
- 自定义着色器：
  - 右键点击project窗口，选择create -> shader选择类型（如standard surface shader）
  - 打开创建的shader文件，编辑代码，定义自定义的渲染效果
  - 将自定义着色器应用于一个材质上，使其可以使用

代码动态创建和设置材质综合示例

public class MaterialSetup : MonoBehaviour
{
    public Texture2D mainTexture;
    public Texture2D normalMap;
    public Color albedoColor = Color.white;
    public float metallic = 0.5f;
    public float smoothness = 0.5f;
    public Color emissionColor = Color.black;

    void Start()
    {
        // 创建材质
        Material myMaterial = new Material(Shader.Find("Standard"));

        // 设置材质参数
        myMaterial.color = albedoColor;
        myMaterial.SetTexture("_MainTex", mainTexture);
        myMaterial.SetTexture("_BumpMap", normalMap);
        myMaterial.SetFloat("_Metallic", metallic);
        myMaterial.SetFloat("_Glossiness", smoothness);
        myMaterial.SetColor("_EmissionColor", emissionColor);

        // 应用材质
        GetComponent<Renderer>().material = myMaterial;
    }
}