Unity着色器和屏幕特效 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 杰米·迪恩（Jamie Dean） 著，周翀 译

图书标签:

• Unity
• 着色器
• 屏幕特效
• 渲染
• 图形编程
• 游戏开发
• Shader
• 特效
• CG
• HLSL

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111570417

版次：1

商品编码：12113343

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 游戏开发与设计技术丛书

开本：16开

出版时间：2017-06-01

用纸：胶版纸

页数：184

内容简介

本书带领读者深入理解Unity5中着色器、光照和特效之间的相互关联，并对一些绝妙的视觉效果进行了展示和分析。不论是在PC、移动设备上，还是在其他平台上，这些知识将帮助游戏项目在画面质量方面产生新的飞跃。在不断提高游戏画面真实感的探索中，人们遇到了很多重大挑战。而通过阅读本书，读者可以逐渐找到战胜这些挑战的方法。

目录

译者序
前　言
第1章　掌握标准着色器 1
1.1　创建程序项目 2
1.2　导入项目文件 3
1.3　加载飞船维修场景并在场景中漫游 4
1.3.1　为宇航员创建材质 5
1.3.2　为宇航员的装备创建材质 9
1.3.3　为飞船创建材质 16
1.3.4　为星球创建材质 20
1.3.5　设置天空盒 23
1.3.6　调节场景光照并添加效果 25
1.4　总结 28
第2章　创建自定义着色器 29
2.1　打开程序项目 29
2.1.1　打开场景 30
2.1.2　创建第一个自定义着色器 30
2.2　进阶的透明效果 39
2.2.1　创建自定义透明着色器 39
2.2.2　编辑透明着色器 40
2.3　进阶的星球大气效果 45
2.3.1　创建自定义大气着色器 45
2.3.2　应用大气着色器 46
2.3.3　编辑大气着色器 46
2.4　总结 49
第3章　使用光照和自发光表面 50
3.1　查看场景的光照设置 50
3.1.1　为材质添加自发光属性 53
3.1.2　为画面添加Bloom特效 55
3.2　为星球表面扫描器创建线框自发光材质 57
3.2.1　实际观察线框自发光着色器的表现 61
3.2.2　为线框着色器添加第二遍渲染 62
3.3　总结 66
第4章　通过代码和着色器实现物体表面动画 67
4.1　打开场景 67
4.2　创建警示灯的闪烁效果 68
4.3　创建显示屏的动态亮度 71
4.4　创建星球全息影像的动画效果 78
4.5　总结 86
第5章　研究透明表面和效果 87
5.1　打开场景 87
5.1.1　创建尘埃云团材质 88
5.1.2　添加雾效果 90
5.1.3　让尘埃云团动起来 92
5.2　创建更好的透明玻璃材质 97
5.3　创建旋风特效 100
5.4　总结 103
第6章　使用高光和金属表面 104
6.1　打开场景 105
6.1.1　运行时修改货箱的第二材质 105
6.1.2　添加第二反光纹理贴图 106
6.1.3　为货箱创建自定义贴花着色器 108
6.1.4　运行时切换贴花纹理 113
6.2　找到并修改渲染器光照模型 115
6.2.1　创建自定义光照模型 118
6.2.2　为自定义光照模型添加高光 121
6.3　总结 124
第7章　有机表面着色器 125
7.1　打开场景 125
7.2　理解皮肤表面的复杂性 126
7.3　创建皮肤着色器 126
7.3.1　为皮肤着色器添加贴图 129
7.3.2　为皮肤着色器添加自定义光照模型 132
7.4　为眼球创建材质 136
7.5　为头发创建材质 140
7.6　总结 145
第8章　自定义粒子着色器——烟雾、蒸汽和流体 147
8.1　打开场景 148
8.2　添加粒子系统 148
8.2.1　调整粒子系统参数 149
8.2.2　为粒子系统创建材质 152
8.3　创建自定义粒子着色器 153
8.3.1　为自定义粒子着色器添加颜色支持 156
8.3.2　添加蒸汽效果 156
8.3.3　创建黏液滴落效果 162
8.4　总结 169
第9章　为移动设备优化着色器 170
9.1　打开场景 170
9.2　为移动设备创建简化的着色器 175
9.3　为移动设备创建高级着色器 181
9.4　总结 183

前言/序言

Unity提供了一系列工具来帮助开发者创建和运行游戏项目。Unity 5用全新的标准着色器替换了大部分旧版着色器，为我们带来了功能上的重大升级。新着色器通过简单设置便可模拟真实物体表面上的很多物理特性。
本书将探索这一系列新着色器为我们带来的全新选择，以及学习它们如何与光照和特效相互作用，产生高质量的游戏画面。
为了实现当今游戏画面中的真实感，人们走过了一条漫长的道路。在过去相当长的时间里，实时光照所带来的额外运算量为游戏研发制造了很多困扰。有时候，实现真实感的重担直接落在了纹理美术设计师的肩上。他们不得不将许多静态的表面效果直接烘焙到游戏角色和材质的纹理当中。
这种静态烘焙的方法有时在一些动态的游戏角色身上难以达到理想效果——特别是当一个角色移动到较阴暗或者较明亮的空间中时，静态烘焙难以实现良好的亮度等级变化，使得游戏画面显得粗糙而不真实。
计算机图形理论的进化，特别是显卡设备的升级换代，使很多基于实时光照的技术能够更加高效地运作。同时这也使人们对现代游戏报以更高的期望——我们希望在充满动态光照的场景中看到更逼真的物体表面。
在本书中，读者将通过一个典型的科幻题材恐怖游戏来学习这些新的着色器和光照理论。基于此，我们将能够探索各式各样的光照和物体表面效果。
本书主要内容在本书的不同章节中，我们将学习Unity 5中的所有主要着色器和效果。在每一章中我们会研究一个不同的场景文件。
第1章介绍基本概念，并通过为恐怖科幻游戏中的场景设置材质属性，展示Unity标准着色器的能力和局限性。
第2章继续设计飞船维修场景——通过创建自定义着色器优化游戏场景的外观。我们将从无到有创建自定义着色器，然后基于它，为头盔的透明外观和星球的大气创建更加复杂的效果。
第3章深入学习场景光照和自发光表面的关系，并在飞船驾驶舱场景中为一个星球模型实现全息影像效果。
第4章研究通过不同的技术在着色器中实现动画。在展示更复杂的基于自定义着色器的顶点动画之前，我们将演示如何通过滚动UV坐标和在C#中遍历纹理数组的方法来显示动画的全息影像。
第5章介绍在星球表面上所应用的各种透明效果，并且为多种材质指定现有的以及特殊创建的着色器。
第6章重点展示在Unity 5的标准着色器中，高光工作流和金属工作流的不同之处。
第7章展示在一个室内场景中为角色创建统一的皮肤和毛发着色器。本章中的第一个着色器为一些特殊的半透明材质（例如，宇航员的皮肤）实现次表面散射效果。紧接着我们将继续创建使用“基于物理渲染”方法的毛发和眼睛着色器。
第8章讲述如何创建实现烟雾、蒸汽和火焰的着色器。与前面章节类似，我们将不会满足于Unity的默认着色器，而是要为恐怖科幻游戏创建更高级别的电影效果。本章的场景将是飞船的走廊。
第9章研究如何在安卓和iOS等移动设备平台上测试自定义着色器。
阅读准备完成本书中的各个章节需要读者具备基本的3D图形概念。此外还需要：
在计算机中安装Unity 5（macOS或者Windows均可）。免费个人版即可满足本书所有章节中的实例程序。该版本可以从Unity官方网站下载。
虽然书中所含代码均会被清晰地讲解，但是具备Unity脚本和C#基础知识会对理解本书内容有益。
读者人群本书面向具有一定Unity和C#基础知识并希望为下一代游戏开发着色器和效果的中等水平的游戏开发者。我们假设读者对游戏开发和游戏美术设计的基础背景知识有一定了解。
本书约定在本书中，不同类型的内容使用多种不同的字体风格。这里列举一些示例并阐述它们的含义。
下面是一个代码段的示例：
表示警告和重要提醒。
表示提示和技巧。
下载示例代码读者可以从http://www.packtpub.com通过个人账号下载本书的示例代码文件。如果本书是通过其他途径购买的，可以访问http://www.packtpub.com/support并且注册账户以便通过电子邮件接收示例代码文件。
读者也可以访问华章图书官网www.hzbook.com，通过注册并登录个人账号，下载本书的源代码。
下载书中彩图我们也将本书所使用的彩色屏幕截图和图制作成了一个PDF文件供读者参考。彩图可以帮助读者更直观地理解某一项技术或方法为程序的输出带来的改变。该PDF文件可以从这里下载：http://www.packtpub.com/sites/default/files/downloads/MasteringUnityShadersAndEffects_ColorImages.pdf。

The Translator’s Words?译　者　序Unity是近两年中最流行且应用最广泛的游戏引擎之一。在国内，Unity的使用已经成为游戏研发从业者的一项必备技能。
这种局面的形成有两个重要原因：其一在于Unity的高度完善性。它不但拥有一个游戏引擎所需的全部功能，并且其渲染效果与主流3A游戏产品相比毫不逊色。其二是因为Unity的开放性。所有人都可以从其官方网站免费获得一份近乎全功能的Unity开发工具包，以便用于学习或者功能评估。不仅如此，从帮助新手入门和提高方面来看，Unity还拥有完善的使用文档和活跃的开发者社区。对于Unity使用者来说，翔实的学习和研发资料唾手可得。
本书是一本面向Unity初学者的“手册”式书籍。以实际操作为主线，按照从易到难的顺序，本书循序渐进地带领读者学习Unity着色器的编写和各种特效的创建。读者将在阅读的过程中边学边做，边动手边思考。既可以避免纸上谈兵，又可以方便读者将学习过程中偶尔产生的灵感及时付诸实践，检验其有效性。这是迅速开启游戏引擎应用大门的最佳途径。
游戏研发是一个持续高速发展的领域。一方面，玩家对新游戏的要求越来越高；另一方面，新理论、新算法也在不断地提出，照片级别的场景渲染和真实可信的物理模拟不断地出现在近些年的游戏新作当中。因此，每一个学习游戏研发技术的人都希望自己所学能够跟上时代的步伐、契合市场的需求。虽然本书面向初学者，但其内容不但涉及了一些先进的游戏图形渲染技术，比如用于表现皮肤的次表面散射效果，以及用于绘制毛发的各向异性高光效果等，而且也将近两年逐渐流行起来的移动设备平台涵盖其中。
总之，Unity是一座桥梁，一端连接了游戏研发领域中跃跃欲试的入门者群体，另一端则通向了真正的次世代游戏大作。而本书则向Unity初学者提供了一条以动手实践为基础的最佳入门途径，有助于读者在成为Unity应用专家的道路上快步前进。

《光影魔法师：超越视觉的粒子系统与动态渲染秘籍》 一、 封面之下，世界的构建蓝图 翻开这本书，你将踏入一个由数据流和算法交织而成的奇妙世界，一个能够将二维平面赋予生命，让数字空间涌动真实情感的领域。它不是关于如何搭建房屋的蓝图，也不是关于如何驾驶飞机的操作手册，而是关于如何用代码编织光影，用逻辑塑造形态，最终实现令人叹为观止的视觉奇迹的终极指南。 这本书将带你深入探索视觉表现的底层逻辑，从最基础的图形绘制原理出发，逐步构建起复杂而精妙的视觉效果。你将学会如何精准地控制像素的色彩与亮度，如何模拟不同材质的光泽与反射，如何捕捉和重现现实世界中光线传播的微妙变化。我们将为你揭示，那些在游戏中营造出逼真环境，在影视特效中实现惊艳场景，或是在独立艺术项目中释放无限创意的视觉魔法，其背后是如何一步步被精心设计和实现的。 二、 粒子：生命的种子，世界的舞者 在本书的宏大叙事中，粒子系统无疑是其中最耀眼的一章。它们是构成动态世界的最基本单元，是承载生命、运动与变化的微小载体。我们不会仅仅停留在“发射粒子”这一层面，而是将深入剖析粒子系统的核心机制，让你理解其“为何”和“如何”。 你将学习如何构建一个功能强大且高度可定制的粒子发射器，从粒子的诞生、生命周期、运动轨迹，到它们的形状、大小、颜色、透明度以及纹理。我们将探讨如何通过调整各种参数，模拟出真实世界的各种现象：如同瀑布般倾泻而下的水珠，如同星辰般闪烁的尘埃，如同烈焰般跳跃的火花，或是如同幽灵般飘渺的烟雾。 更进一步，我们将超越简单的外观模拟，深入到粒子的行为交互与生态构建。你将学会如何让粒子之间产生相互作用，例如碰撞、吸引、排斥，甚至协同形成复杂的群体行为。想象一下，你能够创造出成千上万个微小生物，它们如同拥有自我意识一般，在虚拟空间中自由游弋，相互交流，共同演化出令人惊叹的生命力。从模拟昆虫的群体迁徙，到塑造星云的旋转聚拢，再到营造战场上硝烟弥漫的氛围，粒子系统的潜能将在此得到淋漓尽致的展现。 本书还将为你揭示如何利用粒子系统实现更加抽象和概念化的视觉表达。例如，通过粒子的流动与聚集，来可视化数据，传达信息；或是通过粒子的爆发与消散，来象征情绪的起伏，表达情感的张力。你将学会将粒子作为一种强大的叙事工具，用动态的视觉语言讲述故事，触动人心。 三、 屏幕特效：世界的画布，创意的延伸 除了微观世界的粒子构建，本书还将带领你进入一个宏观的视觉操控领域——屏幕特效。这里，整个屏幕将成为你的画布，你可以随心所欲地挥洒创意，对整个画面的呈现方式进行全局性的改造与增强。 我们将从最基础的图像处理技术讲起，例如颜色校正、亮度对比度调整、饱和度控制等，这些是构建任何视觉效果的基石。你将学会如何通过精细的参数调校，塑造出截然不同的画面风格，例如电影级的冷暖色调，或是写实的自然光影，亦或是充满幻想的赛博朋克霓虹。 随后，我们将深入探讨更具表现力的屏幕特效，例如： 景深（Depth of Field）： 模拟人眼聚焦的原理，让画面在虚实之间营造出空间感和故事性。你可以精确控制焦点，让观众的视线被引导至你想要表达的关键信息。 动态模糊（Motion Blur）： 捕捉运动的轨迹，为快速移动的物体赋予速度感和冲击力。想象一下赛车疾驰而过的画面，动态模糊能够极大地提升其真实感和动态表现。 辉光（Glow）与镜头光晕（Lens Flare）： 模拟真实相机在拍摄强光源时的视觉现象，为画面增添梦幻、神圣或戏剧性的氛围。一颗璀璨的星辰，一个耀眼的魔法，或是夕阳下温暖的光晕，都能因此而栩栩如生。 色差（Chromatic Aberration）与暗角（Vignette）： 模仿老式镜头或相机边缘成像的特点，为画面增添复古、怀旧或艺术化的视觉风格。 屏幕抖动（Screen Shake）： 模拟强烈冲击或爆炸所带来的画面震动，为动作场景注入更强的临场感和破坏力。 后处理着色器（Post-Processing Shaders）： 我们将深入讲解如何通过编写自定义的屏幕空间着色器，实现各种独特的视觉风格和特效。从复古的像素风格，到抽象的艺术渲染，再到充满未来感的科技视觉，一切皆有可能。 本书将引导你理解这些特效背后的数学原理和实现方法，让你能够不仅仅是调用现成的工具，而是真正掌握创造和定制的能力。你将学会如何将这些零散的特效巧妙地组合起来，构建出更加复杂和令人难忘的视觉体验。 四、 理论与实践的完美融合 本书的编写理念在于理论与实践的紧密结合。每一项技术、每一个概念，都将配以详实的代码示例和直观的图解，让你在学习理论的同时，能够立刻动手实践，亲身体验视觉效果的生成过程。 你将学习如何运用现代图形编程接口（如ShaderLab，HLSL/GLSL），编写高效且可维护的着色器代码。我们会逐步引导你理解着色器管线中的各个阶段，让你明白光线是如何从光源传播到物体表面，最终被渲染到屏幕上的。 本书不会回避复杂的数学概念，例如向量、矩阵、法线、切线空间等，但我们会用最易于理解的方式进行阐述，并强调它们在图形学中的实际应用。目标是让你在掌握这些工具的同时，也能深刻理解它们背后的原理，从而具备解决实际问题的能力。 五、 激发你的创造力，解锁无限可能 这本书的目标不仅仅是传授技术，更是为了点燃你内心的创造火焰。我们相信，技术是实现创意的翅膀。掌握了这些强大的工具，你将能够： 在游戏开发中， 创造出更加沉浸式的游戏世界，让玩家流连忘返。 在影视特效领域， 为故事增添震撼人心的视觉奇观，让想象力不再受限于现实。 在独立艺术创作中， 探索全新的视觉语言，表达独一无二的艺术理念。 在数据可视化领域， 将枯燥的数据转化为生动有趣的视觉信息，让洞察力得以释放。 无论你是初出茅庐的开发者，还是经验丰富的技术专家，这本书都将是你通往视觉效果精通之路的坚实伙伴。它将为你提供一个坚实的理论基础，一套灵活实用的技术工具，以及一份永不枯竭的创意灵感。 准备好了吗？让我们一起踏上这场光影的探索之旅，用代码编织视觉的奇迹，用创意塑造未来的世界！

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一个多年的Unity开发者来说，能够找到一本既有深度又不失趣味的着色器和屏幕特效书籍，实属不易。《Unity着色器和屏幕特效》恰恰满足了我的这一需求。作者的写作风格非常独特，他善于将复杂的数学概念和图形学理论，用通俗易懂的语言表达出来，并且大量运用了比喻和类比，让我在阅读过程中丝毫不会感到枯燥。 让我感到惊喜的是，书中不仅介绍了传统的着色器技术，还涵盖了一些前沿的渲染技术，例如基于物理的渲染（PBR）和光照探针的应用。这些技术能够让游戏的画面表现更加真实和细腻，而书中提供的实现思路和代码示例，对于我提升项目的视觉品质提供了极大的帮助。而且，书中对屏幕特效的讲解，也十分全面，从常见的Bloom、Ambient Occlusion，到一些更具创意的视觉风格化特效，都提供了详细的实现步骤和优化建议。这让我能够根据项目的风格，灵活地运用各种特效，创造出独具特色的视觉体验。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值，在于它提供了一种全新的视角来审视Unity的图形渲染管线。我一直以为着色器只是用来改变物体表面的颜色，但《Unity着色器和屏幕特效》让我意识到，着色器其实是整个渲染过程的核心驱动力。作者并没有回避其中的技术细节，而是选择了一种非常坦诚的方式，将GPU的工作原理，以及着色器语言（HLSL/GLSL）的语法和特性，进行了详尽的剖析。 我特别喜欢书中对“渲染管线”的讲解，它不是简单的线性描述，而是通过对比不同的渲染路径（如内置渲染管线、URP、HDRP），来揭示它们之间的差异和优势。这让我能够根据项目的需求，做出更明智的技术选择。而且，书中对于各种屏幕特效的实现，也展示了它们是如何与渲染管线协同工作的。例如，在讲解后期处理特效时，作者详细阐述了如何将着色器应用到全屏四边形上，从而在屏幕空间中进行各种图像处理。这种宏观与微观相结合的讲解方式，让我对Unity的渲染技术有了更全面的认识。

评分☆☆☆☆☆

说实话，在拿到这本书之前，我对Unity的着色器编程一直心存畏惧，总觉得它是一门高深的艺术，只有大神级别的人物才能驾驭。但《Unity着色器和屏幕特效》这本书彻底改变了我的看法。作者以一种非常循序渐进的方式，带领读者一步步走进着色器的世界。从最基础的顶点着色器和片段着色器开始，逐步引入更复杂的概念，比如纹理采样、光照模型、以及各种高级的渲染技术。 让我印象深刻的是，书中对于每个着色器函数的讲解，都辅以详细的解释和应用场景。例如，在讲解`dot`函数时，作者不仅给出了它的数学定义，还通过计算光线方向与法线方向的点积来解释它在实现漫反射光照中的作用，并且提供了具体的代码实现。这种深入浅出的讲解方式，让我在理解理论的同时，也能够快速地将其应用到实际开发中。此外，书中还包含了许多关于屏幕特效的章节，比如景深、运动模糊、辉光等，这些特效能够极大地提升游戏的视觉表现力，而书中提供的实现方法，不仅易于理解，而且性能也相当可观，这对我来说是非常宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我爱不释手的书，它的内容非常丰富，而且讲解得非常透彻。《Unity着色器和屏幕特效》这本书，不仅仅是关于技术，更是关于如何用技术创造视觉奇迹。作者对于着色器语言的掌握，以及对于图形学原理的理解，都达到了炉火纯青的地步。 我尤其欣赏书中关于“优化”的章节，这对于任何一个游戏开发者来说，都是至关重要的。作者并没有简单地给出一些通用的优化技巧，而是深入分析了不同着色器和屏幕特效的性能瓶颈，并提供了针对性的解决方案。例如，在讲解如何优化复杂着色器时，作者从减少纹理采样、降低指令数量、以及利用GPU并行计算等方面，给出了非常实用的建议。而且，书中还针对不同平台（PC、移动端）的性能差异，给出了相应的优化策略。这种贴合实际需求的讲解，让我能够学到真正能够应用到项目中的知识。总而言之，这本书是一本值得所有Unity开发者，特别是对画面表现有追求的开发者，深度阅读的书籍。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的让我眼前一亮，原本以为它会像很多技术书籍一样，干巴巴地罗列API和算法，但事实远非如此。作者用一种非常生动有趣的方式，将Unity着色器和屏幕特效这两个听起来颇为硬核的主题，变得引人入胜。我尤其喜欢它在讲解基础概念时的切入点，不是直接抛出数学公式，而是通过一些生活中常见的视觉现象来类比，比如水面的涟漪、玻璃的折射，甚至是火焰的跳动。这种“接地气”的讲解方式，让我这个对图形学不是特别精通的读者，也能轻松理解那些抽象的原理。 更让我惊喜的是，书中不仅仅停留在理论层面，而是提供了大量实用的案例和代码示例。从简单的颜色渐变，到复杂的次表面散射，再到粒子系统的动态表现，每一个例子都设计得非常巧妙，并且能够直接在Unity编辑器中运行和调整。这对我来说简直是宝藏，我可以直接拿来学习，甚至可以作为我项目开发的起点。作者在代码注释方面也做得非常到位，逻辑清晰，让我能够一边看代码一边理解其背后的原理，而不是像看天书一样。而且，书中的图片和截图质量也非常高，清晰地展示了各种特效的最终效果，这对于我这种视觉学习者来说，提供了极大的帮助。

评分☆☆☆☆☆

it's just ok

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不值得购买价格偏高还没什么屁用

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