Unity Shader学习（三）试着绘制一个圆

先上代码

Shader "Unlit/shader4"
{
    
    Properties
    {
    

    }
    SubShader
    {
    
        Tags {
     "RenderType"="Opaque" }
        LOD 100

        Pass
        {
    
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag


            #include "UnityCG.cginc"
        struct v2f{
    
            float4 vertex:SV_POSITION;
            float4 position:TEXCOORD1;
            float2 uv:TEXCOORD0;
        };
        v2f vert(appdata_base v){
    
            v2f o;
            o.vertex=UnityObjectToClipPos(v.vertex);
            o.position=v.vertex;
            o.uv=v.texcoord;
            return o;
        }
           
        float circle(float2 uv,float2 center){
    
            float2 offset=uv-center;
            float len=length(offset);
            return step(len,0.2)-step(len,0.19);
        } 
           

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
    
               fixed4 col=circle(i.uv,float2(0.5,0.5));
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

这里解释一下
根据第二个教程，我们在Pass块里定义了两个处理流程，分别为vertex和fragment，先执行vertex顶点着色器，处理顶点信息，再进行fragment片元着色器，处理颜色光照等信息。因此我们在最上面先定义了一个结构体，用来定义一个顶点的信息：

   struct v2f{
    
            float4 vertex:SV_POSITION;
            float4 position:TEXCOORD1;
            float2 uv:TEXCOORD0;
        };

可以看到，定义的结构体包含了两个Texcoord，即纹理信息，这里只读取了两组。除此之外还有SV_POSITION为顶点的位置，除了SV_POSITION，还有一个参数叫做POSITION，二者的区别不大，具体如下：
POSITION：用来存储，模型在本地坐标下，模型空间中（objcet space）的顶点坐标，转换为剪裁空间坐标前的坐标，unity告诉我们的模型顶点坐标，没经过转换的。可用作顶点着色器（vertex shader）的输入、输出；片元着色器（frag）的输入。
SV_POSITION：用来存储，模型在剪裁空间，投影空间中的位置信息，即把模型空间的定点坐标，转化为剪裁空间的坐标，可用作顶点着色器（vertex shader）的输出；片元着色器（frag）的输入。

接下来是顶点着色器的处理，即vert函数，要对应上面#pragma vertex的名字，如下所示，输入的appdata_base为已定义好的内置变量，不用管，整个函数返回一个结构体，内部的变量经过了重新赋值。
如o.vertex，通过内置的转换函数UnityObjectToClipPos，将模型空间，转换成裁切空间。关于模型空间、裁切空间的概念，参考渲染管线中几种基础的坐标空间（对象空间、世界空间、相机空间(观察空间)、NDC空间、裁剪空间、屏幕空间）

   v2f vert(appdata_base v){
    
            v2f o;
            o.vertex=UnityObjectToClipPos(v.vertex);
            o.position=v.vertex;
            o.uv=v.texcoord;
            return o;
        }

完成之后，进行片元着色器的处理

   fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
    
               fixed4 col=circle(i.uv,float2(0.5,0.5));
                return col;
            }

片元着色器只是运行了一个函数，对当前的点进行颜色赋予，因此我们看一下这个函数

   float circle(float2 uv,float2 center){
    
            float2 offset=uv-center;
            float len=length(offset);
            return step(len,0.2)-step(len,0.19);
        } 

circle函数有参有返回值，输入了两个坐标信息，一个是顶点的坐标，一个是圆的中心点，首先，计算顶点坐标与中心点坐标的距离，再使用step函数进行处理。
step函数使用逻辑如下：

step (a, b)
{
    
  if (a > b) 
  {
    
    return 0;
  }
  else
  {
    
    return 1;
  }
}

因此，它的原理就是判断当前点离中心点的距离，是否在合适的范围之内，如果在，返回1，表明可以填充颜色，这里我使用了两个step函数，使他形成一个圆环，在这个范围内的，就显示颜色，如下图所示。两个Step相减，就可以判断是否在这个范围内。

具体效果如下：

如果想改变颜色，半径和圆心，代码如下

Shader "Unlit/shader4"
{
    
    Properties
    {
    
    _Radius("Radius",Float)=0.1
    _Center("Center",Vector)=(0.5,0.5,0,0)
    _LineColor("LineColor",Color)=(1,1,1,1)
    }
    SubShader
    {
    
        Tags {
     "RenderType"="Opaque" }
        LOD 100

        Pass
        {
    
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag


            #include "UnityCG.cginc"
        struct v2f{
    
            float4 vertex:SV_POSITION;
            float4 position:TEXCOORD1;
            float2 uv:TEXCOORD0;
        };
        v2f vert(appdata_base v){
    
            v2f o;
            o.vertex=UnityObjectToClipPos(v.vertex);
            o.position=v.vertex;
            o.uv=v.texcoord;
            return o;
        }
        float _Radius;
        float4 _Center;
        fixed4 _LineColor;
        float circle(float2 uv,float2 center){
    
            float2 offset=uv-center;
            float len=length(offset);
            return step(len,_Radius+0.01)-step(len,_Radius);
        } 
           

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
    
                float2 center=float2(_Center.x,_Center.y);
               fixed4 col=circle(i.uv,center)*_LineColor;
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

效果如下