GLSL 编程/Unity/简介

关于 GLSL

GLSL（OpenGL 着色语言）是几种常用的实时渲染着色语言之一（其他例子包括 Cg 和 HLSL）。这些着色语言用于编程着色器（即或多或少的小程序），这些程序在 GPU（图形处理单元）上执行，即计算机图形系统的处理器 - 与计算机的 CPU（中央处理单元）相反。

GPU 是大规模并行处理器，功能极其强大。今天大多数游戏和其他交互式图形应用程序中的实时图形如果没有 GPU 就不可能实现。然而，要充分利用 GPU 的性能，有必要直接对它们进行编程。这意味着必须编写可以由 GPU 执行的小程序（即着色器）。编写这些着色器的编程语言就是着色语言。GLSL 就是其中之一。事实上，它是几个 3D 图形 API（应用程序编程接口）的着色语言，即 OpenGL、OpenGL ES 2.x 和 WebGL。因此，GLSL 在台式计算机、移动设备和网络的应用程序中普遍使用。

关于这本维基教科书

这本维基教科书是针对那些不喜欢编程也不喜欢数学的学生编写的。这本书的基本动机是观察到，如果学生们在具体的项目上工作，他们会更有动力去学习编程环境、编程语言和 API。这类项目通常是在特定平台上开发的，因此本书的方法是在游戏引擎 Unity 中介绍 GLSL。

本书第 1 章到第 8 章包含带有工作示例的教程，这些示例会产生某些效果。请注意，这些教程假设您按它们提供的顺序阅读它们，即每个教程都将假设您熟悉以前教程中介绍的概念和技术。如果您是 GLSL 或 Unity 的新手，您至少应该通读第 1 章“基础”中的教程。

关于 OpenGL 管道和 GLSL 语法的更多细节包含在“关于 OpenGL 管道和 GLSL 语法的附录”中。不熟悉 OpenGL 或 GLSL 的读者可能至少想快速浏览一下这部分内容，因为对 OpenGL 管道和 GLSL 语法的基本理解对于理解教程非常有用。

关于 GLSL 在 Unity 中的应用

在游戏引擎 Unity 中进行 GLSL 编程比为 OpenGL、OpenGL ES 或 WebGL 应用程序进行 GLSL 编程要容易得多。网格和图像（即纹理）的导入受图形用户界面支持；可以自动计算mipmap 和法线贴图；最常见的顶点属性和制服是预定义的；OpenGL 状态可以通过非常简单的命令设置；等等。

可以在 Unity 的下载页面 上为 Windows 和 MacOS 下载 Unity 的免费版本。所有包含的教程都适用于免费版本。需要注意三点

• 首先，Windows 用户必须使用命令行参数 -force-opengl [1] 在启动 Unity 时才能使用 GLSL 着色器；例如，通过将桌面图标属性中的“目标”设置更改为："C:\Program Files\Unity\Editor\Unity.exe" -force-opengl 。（在 MacOS X 上，默认使用 OpenGL，因此使用 GLSL。）请注意，GLSL 着色器不能在 Windows 上以 Web 浏览器运行的 Unity 应用程序中使用。
• 其次，本书假设读者对 Unity 有所了解。如果不是这样，读者应该参考 Unity 用户手册 [2] 的前三部分（Unity 基础、场景构建、资产导入和创建）。
• 此外，从 3.5 版本开始，Unity 支持类似于 OpenGL ES 2.0 的 1.0.x 版本的 GLSL（规范可在 “Khronos OpenGL ES API 注册表” 中找到）；但是，Unity 的着色器文档 [3] 侧重于使用 Unity 自己的“表面着色器”格式和 Cg/HLSL [4] 编写的着色器。只有很少的细节记录了 GLSL 着色器的具体内容 [5]。因此，这本维基教科书可能也有助于弥补 Unity 文档中的一些空白。但是，优化（例如，参见 此博客）通常不会讨论。

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Martin Kraus，2012 年 8 月