AlunWorker

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 系列导航 第5.3章：Surface Shader执行流程详解 - 上一章：Surface Shader执行流程详解 Cocos Creator Shader完整学习指南 - 返回学习指南 第6.1章：光照模型详解 - 下一章：光照模型详解

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; ...

第7.1章：宏定义系统宏定义系统是Cocos Shader的强大特性之一，它允许开发者通过条件编译、参数化配置和代码生成来创建灵活且高效的着色器。本章将深入探讨宏系统的各种用法和最佳实践。 🎯 学习目标通过本章学习，你将掌握： Cocos Shader宏系统的工作原理 条件编译的各种使用场景 宏参数与动态配置技巧 性能优化中的宏应用 大型项目中的宏管理策略 💡 宏系统基础宏定义的基本语法123456789101112// 基本宏定义#define MACRO_NAME value// 函数式宏定义#define MACRO_FUNCTION(x, y) ((x) + (y))// 条件宏定义#ifdef CONDITION #define MACRO_VALUE 1#else #define MACRO_VALUE 0#endif Cocos Creator中的宏系统12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535 ...

第7.2章：函数重映射技巧函数重映射是Cocos Shader的强大扩展机制，它允许开发者重新定义内置函数的行为，创建自定义的函数实现，以及构建灵活的函数调用系统。本章将深入探讨函数重映射的原理、实现方法和应用场景。 🎯 学习目标通过本章学习，你将掌握： 函数重映射的工作原理和应用场景 自定义函数的注册和调用机制 内置函数的重写和扩展技巧 动态函数替换的实现方法 函数重映射在大型项目中的架构设计 💡 函数重映射基础基本概念函数重映射允许我们： 重定义内置函数：修改Cocos Creator内置函数的行为 创建函数别名：为复杂函数创建简化的调用接口 实现函数重载：根据不同条件选择不同的函数实现 模块化设计：将复杂功能分解为可重用的函数模块123456789101112131415// 基本的函数重映射示例// 原始函数定义vec3 calculateLighting_Original(vec3 normal, vec3 lightDir, vec3 viewDir) { // 标准光照计算 return vec3(1.0);}// 重映射函数 ...

第7.3章：可替换内置函数Cocos Creator提供了丰富的内置函数来处理各种渲染任务，但有时我们需要根据特定需求重写这些函数。本章将深入探讨如何安全地替换内置函数，扩展系统功能，并避免潜在的兼容性问题。 🎯 学习目标通过本章学习，你将掌握： Cocos Creator内置函数的分类和作用 内置函数的重写机制和安全实践 常用内置函数的自定义实现 函数重写的性能考虑和优化技巧 大型项目中的函数替换管理策略 💡 内置函数概览Cocos Creator主要内置函数分类12345678910111213141516171819202122232425// 1. 变换矩阵相关uniform mat4 cc_matWorld; // 世界变换矩阵uniform mat4 cc_matWorldIT; // 世界变换逆转置矩阵uniform mat4 cc_matView; // 视图矩阵uniform mat4 cc_matProj; // 投影矩阵uniform mat4 cc_matViewProj; ...

第7.4章：高级宏编程技术高级宏编程是Cocos Shader开发中的强大工具，它允许我们实现代码生成、元编程和复杂的逻辑控制。本章将深入探讨宏编程的高级技巧，帮助你构建更加灵活和强大的着色器系统。 🎯 学习目标通过本章学习，你将掌握： 多层级宏定义和复杂宏结构 宏与Include系统的深度集成 跨平台兼容性的宏处理策略 大型项目中的宏管理和架构设计 元编程技巧和代码生成模式 💡 高级宏编程基础多层级宏定义12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243// 第一层：基础功能#define FEATURE_LIGHTING 1#define FEATURE_SHADOWS 2#define FEATURE_REFLECTIONS 4#define FEATURE_TRANSPARENCY 8#define FEATURE_ANIMATION 16#define FEATURE_LOD 32/ ...