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第15.1章：VSCode着色器开发扩展VSCode是现代着色器开发的首选编辑器。本教程将深入讲解如何配置和使用VSCode扩展来提升着色器开发效率，包括语法高亮、智能提示、错误检查等功能。 🎯 学习目标 掌握VSCode着色器开发环境配置 学会使用专业的着色器开发扩展 了解自定义扩展开发方法 建立高效的着色器开发工作流 🛠️ 核心扩展推荐必装扩展列表1234567891011121314{ "recommendations": [ "slevesque.shader", "raczzalan.webgl-glsl-editor", "dtoplak.vscode-glsllint", "stef-levesque.hexdump", "ms-vscode.live-server", "bradlc.vscode-tailwindcss", "formulahendry.au ...

第4.4章：卡通着色器实现卡通着色器(Toon Shader)是非真实感渲染(NPR)的重要技术，通过特殊的光照模型和着色技术实现动画风格的渲染效果。本章将详细讲解如何在Cocos Creator中实现卡通风格的着色器。 🎯 学习目标通过本章学习，你将掌握： 卡通渲染的基本原理和特性 卡通风格光照模型的实现 分层阴影和色带技术 描边效果的实现方法 卡通材质参数的调节技巧 🎨 卡通渲染基本原理卡通渲染特性卡通渲染与真实感渲染的主要区别： 离散化光照: 光照被分成几个明确的层次 硬边缘阴影: 阴影边界清晰，没有渐变 简化高光: 高光通常是纯白色的圆形或椭圆 描边效果: 物体边缘有明显的轮廓 色彩饱和: 颜色鲜艳，对比度高 核心技术要点123456789101112// 卡通渲染的核心函数float toonLighting(float NdotL, int levels) { // 将连续的光照值离散化 float lightLevel = floor(NdotL * float(levels)) / float(levels); return lightL ...

第5.1章：Surface Shader详解Surface Shader是Cocos Creator提供的高级着色器功能，它简化了复杂光照模型的实现，让开发者能够专注于表面材质的定义，而不需要处理复杂的光照计算。本章将详细介绍Surface Shader的原理、使用方法和高级技巧。 🎯 学习目标通过本章学习，你将掌握： Surface Shader的核心概念与架构 如何编写和使用Surface Shader 光照模型的自定义和扩展 Surface Shader的高级特性和优化 实际项目中的应用案例 调试和性能调优技巧 💡 Surface Shader架构核心概念Surface Shader将着色器分为两个主要部分： Surface Function: 定义表面材质属性 Lighting Model: 光照计算 1234567891011121314151617181920212223242526graph TD A[Surface Shader] --> B[Surface Function] A --> C[Lighting Model] ...

第5.2章：Surface Shader结构详解Surface Shader是Cocos Creator中最重要的着色器类型，它提供了高层次的抽象来简化复杂的光照计算。本章将深入解析Surface Shader的完整结构，帮助你理解其工作原理和最佳实践。 🎯 学习目标通过本章学习，你将掌握： Surface Shader的完整结构组成 顶点阶段和片元阶段的分工和联动 输入输出数据流的详细解析 内置函数和变量的使用方法 Surface Shader的编译机制 📖 Surface Shader基本结构完整的Surface Shader模板1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950515253545556575859606162636465666768697071727374757677787980818283848586878889909192939495969798991001011021031041051061071081091101111 ...

第5.3章：Surface Shader执行流程详解理解Surface Shader的执行流程对于优化性能和调试问题至关重要。本章将详细解析Surface Shader在渲染管线中的执行过程，包括前向渲染和延迟渲染的差异，以及各个阶段的具体工作原理。 🎯 学习目标通过本章学习，你将掌握： Surface Shader在渲染管线中的完整执行流程 前向渲染和延迟渲染的执行差异 光照计算的时机和方式 多Pass渲染的执行顺序 性能优化的关键点 🔄 渲染管线概览Cocos Creator渲染管线架构123456789graph TD A[Scene Objects] --> B[Culling] B --> C[Sorting] C --> D[Batching] D --> E[Vertex Processing] E --> F[Rasterization] F --> G[Fragment Processing] G --> H[Output Merger] H --> I[Frame ...

第5.4章：Surface Shader Include机制详解Include机制是Cocos Creator着色器系统的核心特性之一，它允许我们模块化地组织和重用着色器代码。本章将深入探讨Include系统的工作原理、使用方法和最佳实践。 🎯 学习目标通过本章学习，你将掌握： Include系统的工作原理和架构设计 如何创建和使用自定义Include文件 内置Include库的详细介绍和使用方法 Include依赖管理和模块化设计策略 大型项目中的Include组织和维护技巧 📋 前置知识 熟悉Surface Shader基础语法 理解着色器编译和链接过程 掌握GLSL基础知识 了解模块化编程概念 下一步学习 第6.1章：光照模型详解 - 光照模型详解 第6.2章：PBR光照模型深入 - PBR光照实现

第6.1章：光照模型详解光照模型是计算机图形学中的核心概念，它决定了物体表面如何与光线交互产生视觉效果。本章将深入讲解经典光照模型的数学原理和实现方法。 🎯 学习目标通过本章学习，你将掌握： 光照计算的基本理论 Phong光照模型的原理与实现 Blinn-Phong改进算法 环境光、漫反射、镜面反射的详细计算 在Cocos Creator中实现自定义光照模型 💡 光照基础理论光线与表面的交互当光线照射到物体表面时，会发生以下几种现象： 12// 光照计算的基本公式vec3 finalColor = ambientLight + diffuseLight + specularLight; 反射（Reflection）：光线按照入射角等于反射角的规律反射 折射（Refraction）：光线进入物体内部并改变传播方向 吸收（Absorption）：部分光能被物体吸收转化为热能 散射（Scattering）：光线在物体内部发生多次反射 光照计算的数学基础光照计算涉及几个重要的向量： 123456// 关键向量定义vec3 N = normalize(normal); ...

第6.2章：PBR光照模型深入基于物理的渲染（Physically Based Rendering, PBR）是现代实时渲染的标准，它基于物理原理来模拟光线与物体表面的交互，能够在各种光照条件下提供一致且真实的渲染效果。 🎯 学习目标通过本章学习，你将掌握： PBR的基础物理原理 Cook-Torrance BRDF模型的数学实现 金属度与粗糙度工作流 IBL（Image-Based Lighting）环境光照 在Cocos Creator中实现完整的PBR材质 🌟 PBR基础理论什么是PBRPBR基于以下核心原理： 能量守恒：反射光不能超过入射光 菲涅尔反射：所有表面都有菲涅尔效应 微表面理论：表面由无数微小镜面组成 12345// PBR的基本公式vec3 Lo = (kD * albedo / PI + kS * D * G * F / (4.0 * NdotV * NdotL)) * radiance * NdotL;// 其中：// kD = 漫反射系数, kS = 镜面反射系数// D = 分布函数, G = 几何函数, F = 菲涅尔函数 材质属性PBR ...

第6.3章：自定义光照函数在掌握了经典光照模型和PBR理论后，我们需要学习如何创建自定义光照函数来实现特殊的视觉效果。本章将深入探讨光照函数的数学基础，并实现各种高级光照效果。 🎯 学习目标通过本章学习，你将掌握： 光照函数的数学理论基础 自定义BRDF模型的实现方法 子表面散射（SSS）的原理与实现 各向异性反射的计算技术 特殊材质效果（丝绸、毛发、皮肤等）的实现 📐 光照函数数学基础BRDF的基本形式双向反射分布函数的通用形式： 123456// BRDF基本方程// fr(wi, wo) = 反射入射光的比例vec3 BRDF(vec3 lightDir, vec3 viewDir, vec3 normal, MaterialProperties material) { // lightDir: 入射光方向 // viewDir: 视线方向 // normal: 表面法向 // material: 材质属性 return diffuse + specular;} 能量守恒原理任何BRDF都必须满足能量守恒： 12 ...

第6.4章：材质数据结构深入理解材质数据在GPU内存中的组织方式对于优化着色器性能至关重要。本章将详细讲解Surface材质输入参数、GPU内存布局优化以及材质数据的最佳实践。 🎯 学习目标通过本章学习，你将掌握： Surface材质输入参数的完整结构 GPU内存布局和对齐规则 UBO（Uniform Buffer Object）的优化技巧 材质数据的批处理和实例化 性能优化的最佳实践 📊 Surface材质输入结构SurfaceIn标准输入12345678910111213141516171819202122232425// Surface Shader标准输入结构struct SurfaceIn { // 顶点位置信息 vec3 worldPos; // 世界空间位置 vec3 viewPos; // 视图空间位置 vec4 clipPos; // 裁剪空间位置 vec2 screenPos; // 屏幕空间位置 // 纹理坐标 vec2 uv; ...