从头学ShaderGraph ：UV与基础材质

作者：Lute Li 2020-03-05

写在前面

由于本人美术出身，加上不会写代码，，无奈成为连连看玩家，从最早的Shader Forge，Amplify Shdaer Editor，到现在的Shader Graph，Substance Designer，都有所涉及。 Shader Graph早期版本，节点贫瘠，问题众多，所以弃坑了许久，偶然听闻近期更新之频繁，群友哀嚎学习资源之匮乏，遂重新开坑Shader Graph，望大家多多捧场。 我会找些有意思的shader案例，在Shader Graph中重现出来，主要讲解 制作思路 与 基础原理，要学习软件操作的请自己加油。 提前声明：除部分常见shader效果实现外，本人文章将多以Youtube的Shader Graph案例为主。或把Forge/ASE的shader，在Shader Graph重现，如果是别人的案例，我会贴出链接地址或原始出处。本人能力有限，如过看到有任何地方写的不对，请告之，我会改正。

正文开始


现有Shader Graph节点被分为8类，每个节点的详细信息可以看官方文档

Node Library | Shader Graph | 7.1.6

https://docs.unity3d.com/Packages/com.unity.shadergraph@7.1/manual/Node-Library.html

也可以对着节点右键，点Open Documentation，查看指定节点的文档。


所有节点用处，其实可以总结为3大类：输入→运算→输出

• 输入：图片，数字等一些列外部能取到的信息
• 运算：加减乘除平方开方等，将上述输入内容进行处理，生成新的图像
• 输出：将运算后的图片或数据，喂给各种光照模型的Master节点，完成着色。
  

这就是着色器（Shader）


他一共做了4件事

• 以图中UV方式映射一张图
• 外部输入一张彩图
• 外部输入一个颜色，颜色与上图相乘
• 该图输出到 Unlit Master 的 Color
  

可见，输入有2个：图片 与 颜色，运算也有2个：UV 与 乘法（运算）。如果要做文章，自然在UV和运算上。

UV

可能某些程序，天天能看到模型贴图，但至今不知道UV是起什么作用。

UV是什么？他其实是一种规则，告诉贴图应该怎么贴在模型上。模型做完后，需要手动展开UV，再制作贴图。之后贴图便能以该UV的规则，贴在模型上。


*Split:分离通道 / Combine：合并通道

基础的UV看似一张彩图，其实是用两个通道来记录贴图的上下左右位置。拆开UV，可以看到UV的U记录左右信息，UV的V记录上下信息。

所以，改变UV也会改变图片映射方式


*OneMinus：用一减去输入（即1-x）

我将U左右翻转，最终图片也会左右翻转


UV乘以一个数值，就是缩放(Tiling)，UV加减一个值，就是移动（Offset）。当然你也可以直接用Tiling And Offset这个节点。


UV大类中还有很多节点，都可以试试，还挺好玩的。


理解了UV含义后，现在回头再看看。并非只有制作模型时的UV，能当作图片映射规则，只要是能再画面中变化的数值，均可当作UV。

举个例子，以世界坐标的XZ来当作UV



这个可以用来做地面重复的瓷砖材质，模型都不用展UV。（或者你可以用Triplanar节点，做三面映射）

铺垫结束，下篇开始说实际案例。节奏大概是 简单节点，一篇介绍两个；复杂节点，一篇说一个。

基础材质



这次来做连连看案例，基础的PBR材质，刚入门shadergraph的可以来看看，案例文件会放在文章底部。

为了显示效果，我选择HDRP来做演示项目的管线，ShaderGraph做的内容可以通用，但数值上会有稍许不同。

基础材质，也就是Standard材质，是我们使用unity过程中最常见的一种着色器，相信大家对基础材质的每项参数都很熟悉。

所以把这个作为第一章，不会有技术门槛（主要是熟悉节点操作）。当然，如果觉得这篇内容都会，可以跳后面文章。


PBR材质，自然要以PBR Master作为输出节点

先来分析下Standard材质球的贴图和控制参数

Metallic工作流：

贴图

• 颜色：Albdeo(RGB)+Alpha(A)
• 材质：Metallic(R)+AO(G)+Smoothness(A)
• 法线：Normal（RGB/OpenGL）
• 自发光：Emission(RGB)
  

控件

• 所有贴图的UV位移和缩放
• 与Albedo相乘的颜色
• 法线强度
• 金属度/光滑度/AO强度滑块（0-1）
• 与自发光相乘的颜色（可以是HDR）
• 自发光强度
  

把贴图贴好

首先是UV


创建一个Vector4，取名叫Tiling And Offset，RG做Tiling，BA做Offset，这个在上篇也写过。

将所有贴图位放入Graph中，并将对应线条都连好。


注意法线要选择Type为Normal。以及每种贴图位在缺少贴图时的默认颜色，比如法线要选为Bump，自发光选为Black等。


接下来是控件

普通的强度控制，就直接是一个数值乘上去。强度数值可以设置为滑块，比如金属度/光滑度/AO这种，只能在0到1之间变化，可以用滑块来控制。而法线强度这种就无需用滑块。


可以在左边Properties，切换参数的模式为滑块Slider。

但不是所有强度都是用乘，AO和Normal不同。要用Lerp和Normal Strength


*Lerp：线性插值 / Normal Strength：法线强度

AO这个很好理解。你希望AO强度是0的时候，颜色应该是白色，也就是1。强度是1的时候，颜色应该是贴图。

如果用乘法，任何数乘0都是黑。所有行不通，要用插值来切换AO强度。

除此之外

HDRP是用的物理单位的灯光，一个10000Lux的平行光作为太阳光，再用后期调整曝光值，强行把颜色压下来。

这会导致，同一个Emission的强度，所产生的Bloom效果，在HDRP与URP(LWRP)中差很多。

Unity默认的HDR颜色选项，范围只有-10到10。

而我为了达到图中Bloom效果，强度乘了10w倍。

tql



当然，具体数值，你可以自己调整。

下面是我的文件

文件分享

https://share.weiyun.com/5fg7YEG

share.weiyun.com

密码：7rdabm

使用方法：找个HDRP或着URP(LWRP)，拖进去。我的文件夹下有预制体。记得调自发光强度。

下面是我的artstation地址：https://www.artstation.com/luteli


作者：Lute Li
专栏地址：https://zhuanlan.zhihu.com/p/98052762

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