千锋Unity高级教程：图形学精讲与实战应用

本篇知识概述将详细介绍标题中提到的“千锋Unity游戏开发高级教程之图形学”中涵盖的关键知识点，以帮助理解Unity游戏开发中的图形学高级内容。 1. 图形学介绍 图形学是计算机科学的一个分支，专注于图像的生成、处理和显示，是游戏开发不可或缺的一部分。在游戏开发中，图形学的知识可以帮助开发者创建出既真实又富有艺术感的游戏世界。 2. 渲染流程 渲染流程指的是将三维模型转换为二维图像的过程。在Unity中，这个过程包括了场景的设置、光源的布置、材质的编写、相机角度的选择等多个步骤。 3. Shader 结构 Shader在图形管线中负责计算和控制如何渲染图像。它定义了顶点和片段的处理方式，并且可以控制颜色、光照、纹理等属性。通过编写shader，开发者可以控制图形的最终输出。 4. 属性定义 属性定义允许开发者在shader中引用外部数据，例如材质的颜色、纹理等。这使得shader更加灵活和可配置，方便在游戏运行时动态改变渲染效果。 5. 灯光设置 在游戏开发中，灯光设置对于营造氛围、增强视觉效果至关重要。这涉及到光源类型的选择（如点光源、平行光、聚光灯），以及灯光属性的调整（如颜色、强度、投射阴影等）。 6. 纹理寻址原理 纹理寻址指的是在渲染过程中如何从纹理图像中获取正确的像素数据。这包括了纹理坐标的计算，以及不同的寻址模式（如重复、钳制等）的使用。 7. 纹理设置 纹理设置涉及将图像应用于模型表面的过程，包括纹理的贴图类型（如漫反射、法线贴图、光泽度贴图等），以及纹理坐标和缩放等参数的设置。 8. Outline 轮廓是一种视觉效果，通常用于突出显示物体的边缘，使得物体从背景中脱颖而出。在图形学中，创建轮廓的技术涉及额外的渲染通道和图像处理。 9. Blurning Blurning，通常指的是模糊效果，可以通过着色器算法实现在游戏中的动态模糊效果，用于模拟高速运动产生的模糊感。 10. Shader2.0结构及语义 Shader2.0（HLSL）是Unity中使用的shader语言，结构和语义的定义对于编写高效且功能强大的shader至关重要。它规定了输入、输出和程序中各种变量的含义和用途。 11. Shader2.0矩阵变换 矩阵变换是图形学中用于处理模型和视图变换的基础数学知识，包括平移、旋转、缩放等基本变换。 12. Shader2.0波动 波动效果常常用于模拟水面波动、旗帜飘动等动态效果。这通常通过编写特定的算法来实现，例如使用正弦函数模拟波动效果。 13. 河流效果 河流效果需要模拟水流的动态视觉效果，可能涉及到波纹的生成、反射和折射等技术。 14. Loading Loading指的是游戏中加载资源时的用户界面和体验。这部分需要考虑优化加载时间、提供加载进度反馈以及防止玩家在加载时进行操作。 15. Alpha测试 Alpha测试是图形学中对像素透明度的一种处理方式，它根据Alpha通道的值来决定像素是否透明，常用于处理不规则透明效果。 16. 模板测试 模板测试是渲染管线中的一个阶段，用于控制渲染过程中哪些像素应该被写入到最终图像中，常用于制作阴影、选区等效果。 17. 深度缓存 深度缓存（Depth Buffer）用于存储每个像素的深度信息，以避免在渲染时出现物体之间的穿插。 18. 深度测试实战 深度测试是利用深度缓存进行的，它通过比较像素深度来决定最终屏幕上显示的像素。实战中，开发者需要考虑如何设置深度测试来获得正确的渲染顺序。 19. Blend Blend是着色器中用于混合颜色的部分，它可以控制如何将像素的颜色与背景颜色或其他颜色结合起来。 20. Renderqueue Renderqueue定义了物体的渲染顺序，确保在渲染时前后关系的正确性。它按照一定的规则排序物体，先渲染远处的物体，后渲染近处的。 21. Renderpath Renderpath定义了Unity渲染场景的路径和方法，通过不同的renderpath，可以控制场景的光照和渲染性能。 22. Surface Surface是Unity中用于定义材质外观的一个接口，开发者可以通过编写Surface Shader来创建复杂的材质效果。 23. 顶点变化 顶点变化涉及顶点着色器中对模型顶点位置的修改。这些修改可以用于动画、变形等效果的实现。 24. 片段着色器 片段着色器（或像素着色器）用于计算和定义每个像素的最终颜色，它是着色器编程中非常重要的部分。 25. 参数传递 参数传递涉及将数据从应用程序传递到shader中，这包括了uniform参数、纹理参数等。 26. 向量的运算 向量运算是图形学中的基本数学知识，它涉及向量的加减、叉乘、点乘等基本操作，对光照、阴影等效果的计算有重要作用。 27. 灯光原理 灯光原理涉及光学知识，包括光线传播、反射、折射、散射等，是渲染图像中光照效果的基础。 28. 自定义光照模型 自定义光照模型允许开发者创建特定的光照效果，如卡通风格的光照或特殊材质的光照效果。 29. 法线贴图原理 法线贴图是一种高效率模拟表面细节的技术，通过贴图改变表面法线来产生凹凸感，常用于游戏中。 30. 边缘检测 边缘检测技术用于识别图像中的边缘特征，它可以用来创建轮廓效果、动态遮罩等。 31. Cubemap Cubemap是一种用于存储环境纹理的技术，常用于实现反射、折射效果，以及天空盒。 32. 折射 折射是光线通过不同介质时速度改变导致的光线方向改变，它在游戏开发中用于模拟光线通过透明或半透明物体的视觉效果。 33. Fresnel Fresnel效应描述了反射和折射的强度如何随观察角度变化，它在创建真实感的表面如水面和玻璃时非常有用。 34. Fog Fog效果用于模拟大气散射造成的远处物体模糊效果，可以使远处的对象逐渐融入背景，增加深度感。 35. BRDF BRDF（双向反射分布函数）是一种数学模型，用于描述在任意表面点上，来自不同入射方向的光线如何被反射到各种观察方向，是复杂光照计算的基础。 通过以上知识点，开发者能够对Unity图形学的高级内容有更全面的认识，进一步提升游戏开发中的图形表现力和渲染效率。