Shader学习路线
核心学习理念
循序渐进：不要试图一口吃成胖子。从实现小效果开始，逐步积累。
理论与实践结合：看懂后一定要亲手敲一遍代码，改参数，看变化。
模仿与创新：先模仿经典效果（漫反射、高光、透明），再尝试组合和创新。
调试是关键：学会用 return float4(1,0,0,1); 这种方式来调试和可视化中间数据。
学习路线图 (四个阶段)
阶段一：基础概念与快速入门 (1-2周)
目标：建立核心概念，能在 Unity 里运行起第一个 Shader，了解基本的工作流。
核心概念扫盲：
渲染管线：了解顶点着色器和片元着色器在哪个阶段工作，数据是如何流动的。不用深究细节，知道流程即可。
数学基础：重点是 向量（点积、叉积）、矩阵（矩阵乘法、空间变换）、坐标空间（模型、世界、视图、裁剪、屏幕空间）。不需要成为数学家，但要明白这些计算在图形学中的意义（例如，点乘用于计算夹角、光照）。
HLSL 语法：了解基本的数据类型（float, half, fixed, float2/3/4, sampler2D）、结构体、函数写法。
Unity 工具初探：
ShaderLab：了解 .shader 文件的基本结构（Properties, SubShader, Pass）。
创建第一个 Unlit Shader：写一个只输出纯色或简单纹理的 Shader。这是你的 "Hello World!"。
表面着色器（Surface Shader）：作为 Unity 开发者，这是你最快出效果的途径。学习它的结构，理解 surf 函数如何输出表面参数，而光照部分由 Unity 帮你处理。用它实现一个标准的漫反射 + 高光材质。
关键技能：
学会在 Properties 块中定义属性，并在 Shader 中访问它们。
学会使用 tex2D 函数进行纹理采样，并应用 UV 偏移和缩放 (_MainTex_ST)。
学会将 Shader 赋给 Material，并在 Inspector 中调节参数。
产出：你能创建一个受光影响的材质球，并能通过纹理和颜色来控制它的外观。
阶段二：深入核心与自定义光照 (2-3周)
目标：脱离表面着色器的“舒适区”，理解底层实现，掌握手写顶点/片元着色器的能力。
手写 Vertex & Fragment Shader：
自己编写 vert 和 frag 函数。
必备技能：掌握顶点变换 UnityObjectToClipPos(v.vertex)。
学会在顶点着色器和片元着色器之间传递数据（通过结构体），理解插值的概念。
实现自定义光照模型：
Lambert (漫反射)：diffuse = max(0, dot(N, L)) * _LightColor0; 这是理解光照的基础。
Blinn-Phong (高光反射)：specular = pow(max(0, dot(N, H)), _Gloss) * _LightColor0; 理解半角向量 H。
在前向渲染路径中，学会处理多个光源（ForwardBase 和 ForwardAdd Pass）。这是难点，但非常重要。
常用特效入门：
透明度处理：Alpha Test（clip函数） vs Alpha Blending（Blend命令，Queue设置为Transparent）。
顶点动画：在顶点着色器中偏移顶点位置（如模拟旗帜飘动、草摆动）。
溶解效果：利用 clip 和噪声图。
扭曲效果：扰动 UV 来采样 GrabPass 或屏幕纹理。
产出：你能不依赖 Surface Shader，手动实现一个包含漫反射、高光，并且能正确接收多个点光源的自定义 Shader。
阶段三：高级技术与性能优化 (2-4周+)
目标：学习现代游戏中常用的高级技术，并开始关注 Shader 的性能和兼容性。
高级纹理技术：
法线贴图：理解切线空间，学会使用 UnpackNormal 和 TransformTangentToWorld。
遮罩图：用一张纹理的 R、G、B、A 通道分别控制不同属性（如金属度、光滑度、AO、自发光）。
程序化纹理：在 Shader 中用代码（如噪声函数）生成纹理，减少贴图依赖。
渲染纹理与屏幕后处理：
理解 GrabPass 或命令 CommandBuffer 获取屏幕内容。
编写一个屏幕后处理 Shader（必须继承自 PostProcessEffectRenderer 或在 URP 中使用 RenderPass）。
实现常见屏幕特效：模糊、Bloom、颜色校正、景深等。
性能优化专题：
Shader 变体：深刻理解 #pragma multi_compile 和 #pragma shader_feature，学会用 shader_feature 减少不必要的变体，控制包体大小。
精确数据类型：在移动平台，对颜色用 fixed，对方向和向量用 half，对位置和坐标用 float。
减少计算和采样：合并计算，利用 UV 动画代替纹理采样，使用纹理图集。
了解带宽瓶颈：压缩纹理，减少纹理尺寸。
利用 SRP Batcher (URP/HDRP)：编写兼容的 Shader，减少 SetPass Call。
产出：你能制作使用法线贴图、遮罩图的高质量材质，能编写常见的屏幕后处理效果，并能为不同平台编写性能良好的 Shader。
阶段四：精通与特定领域深化 (持续学习)
目标：根据你的项目需求，深入研究特定方向的 Shader 开发。
风格化渲染 (非真实感渲染 NPR)：
卡通着色：实现色块化漫反射 (smoothstep)、边缘光（菲涅尔边缘）。
水彩/油画风格：基于图像处理的后处理效果。
高级物理渲染 (PBR)：
深入研究 Unity 的 Standard Shader 或 URP 的 Lit Shader 源码。
理解 BRDF 方程、能量守恒、菲涅尔方程、法线分布函数等概念。
Shader Graph 精通：
虽然它是可视化工具，但精通它需要理解阶段二和阶段三的概念。
学习创建自定义节点（用 HLSL 代码），将 Shader Graph 和手写代码的优势结合。
Compute Shader：
这不是用于渲染，而是用于通用 GPU 计算。可以用来处理大规模粒子系统、复杂算法（如网格变形、剔除、AI），极大提升性能。
产出：你能成为团队中的图形技术专家，负责攻克特定的渲染难题和性能瓶颈。
推荐资源
书籍：
《Unity Shader 入门精要》（冯乐乐）：中文必读经典，完美契合这条学习路线。
《Unity 3D ShaderLab 开发实战详解》
网站/教程：
Catlike Coding Rendering Tutorials：神级教程，跟着做一遍，水平飙升。
Unity Manual (Graphics)：官方文档永远是最好的参考。
Brackeys（YouTube）：有很多直观有趣的 Shader 教程。
工具：
Shader Graph (URP/HDRP)：可视化，快速原型制作。
RenderDoc：图形调试器，查看每一帧的绘制过程和中间缓冲区的值。
Frame Debugger：Unity 内置，查看每一帧的 Draw Call。
总结
| 阶段 | 重点 | 产出 |
| ：--- | :--- | :--- |
| 一：基础 | 概念、工具、Surface Shader | 标准受光材质 |
| 二：核心 | Vert/Frag Shader、自定义光照 | 手写多光源 Shader、简单特效 |
| 三：高级 | 法线贴图、屏幕特效、性能优化 | 高质量材质、后处理、优化意识 |
| 四：精通 | NPR、PBR、Compute Shader | 图形技术专家 |
