理解shadergraph中的纹理和采样技术

# 1. 理解ShaderGraph中的纹理和采样技术简介

在ShaderGraph中，纹理和采样技术是非常重要的概念。通过使用纹理，我们可以给物体表面添加各种图案、纹理和细节，使其更加生动和真实。而采样技术则是用来在着色器中获取纹理信息的方法。

## 纹理的概念

纹理可以理解为一种2D或3D图像，它被应用到物体表面的材质上。通过使用纹理，我们可以模拟出各种表面的细节，如木纹、金属纹理、石头纹理等。这些细节可以使物体在渲染时更加真实和有趣。

## 纹理在ShaderGraph中的作用

在ShaderGraph中，我们可以通过添加纹理节点来引入纹理。这些纹理节点可以连接到材质的不同属性，如颜色、漫反射、法线等。通过设置纹理的采样方式和参数，我们可以控制纹理在物体表面的展示效果。

此外，ShaderGraph还提供了一些常见的纹理节点，如纹理平铺、旋转、缩放等，可以进一步调整纹理的表现形式，以满足不同的需求。

## 纹理采样技术的原理与方法

纹理采样技术是指在着色器中获取纹理信息的方法。它基于物体表面的UV坐标，从纹理中提取相应的颜色或值。

常见的纹理采样方法包括线性采样、点采样、双线性过滤和三线性过滤等。线性采样通过对邻近的纹素进行插值，实现平滑过渡的效果；点采样则直接取最近的纹素值，不进行任何插值；而双线性过滤和三线性过滤则分别在两个和三个纹素之间进行插值，以获得更加平滑的纹理效果。

## 在ShaderGraph中使用纹理采样技术

在ShaderGraph中，使用纹理采样技术非常简单。我们只需要添加一个纹理节点，并将其连接到需要应用纹理的属性节点上即可。在纹理节点的属性中，我们可以设置纹理的采样方式和参数，以达到我们想要的效果。

以下是一个简单的示例，展示了如何在ShaderGraph中使用纹理采样技术：

Shader "Custom/TextureSample" {
    Properties {
        _MainTex("Main Texture", 2D) = "white" {}
    }
    SubShader {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        CGPROGRAM
        #pragma surface surf Lambert

        sampler2D _MainTex;

        struct Input {
            float2 uv_MainTex;
        };

        void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
            o.Albedo = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb;
        }
        ENDCG
    }
    FallBack "Diffuse"
}

在上述示例中，我们定义了一个名为"Custom/TextureSample"的着色器，它使用了一张名为"_MainTex"的2D纹理。在surf函数中，我们使用tex2D函数对_MainTex进行采样，并将采样结果作为表面的颜色。

通过这样简单的配置，我们就可以在ShaderGraph中成功使用纹理进行采样，并在物体表面展示出纹理的效果。

在接下来的章节中，我们将进一步探讨ShaderGraph中的纹理采样技术，并介绍一些高级的纹理效果实现方法。

# 2. 纹理在ShaderGraph中的应用

在ShaderGraph中，纹理是一种非常重要的资源，它能够为3D模型提供复杂的材质效果。通过将纹理应用于渲染的网格表面，可以实现各种视觉效果，例如木纹、金属质感、皮肤、火焰等。

ShaderGraph提供了一种便捷的方式来管理和使用纹理。它支持常见的纹理类型，如漫反射纹理、法线贴图、高光纹理等。同时，ShaderGraph还支持自定义纹理，允许开发者根据需求创建独特的纹理类型。

通过在ShaderGraph中使用纹理，可以实现更加逼真和精细的渲染效果。在纹理中，每个像素都包含一个颜色值，这些颜色值可以根据模型表面的位置、法线和其他属性进行插值，从而实现不同的视觉效果。

使用纹理的第一步是将其导入到项目中并在ShaderGraph中创建一个纹理节点。然后，可以将该节点连接到适当的着色器节点以应用纹理效果。例如，可以将漫反射纹理连接到颜色节点以为模型表面添加颜色。法线贴图可以连接到法线节点以为模型表面添加细微的凹凸效果。

除了基本纹理应用外，ShaderGraph还支持一些高级纹理技术，如纹理坐标变换、纹理混合和纹理的多通道使用。这些技术可以进一步提升渲染效果，为模型带来更加逼真的外观。

总之，在ShaderGraph中使用纹理可以为3D模型增添丰富的材质效果。通过合理地应用纹理节点，可以实现各种视觉效果，提升渲染的真实感和细节精度。在后续章节中，我们将深入探讨纹理采样技术的原理与方法，以及如何在ShaderGraph中应用这些技术实现高级纹理效果。

# 3. 纹理采样技术的原理与方法

在ShaderGraph中，纹理采样是一种常见的技术，用于通过从纹理中获取颜色值来实现着色。纹理采样的原理基于UV坐标映射到纹理空间，然后根据UV坐标在纹理中找到对应的像素值。

#### 3.1 纹理坐标与UV映射

纹理坐标是在纹理空间中确定一个像素的位置。在二维纹理中，纹理坐标通常用UV坐标表示，其中U代表横向坐标，V代表纵向坐标。UV坐标的取值范围一般是[0, 1]，其中(0, 0)表示纹理的左下角，(1, 1)表示右上角。

在ShaderGraph中，我们可以利用节点来生成或修改UV坐标，例如使用节点的Scale和Offset参数来缩放和平移UV坐标。这样可以实现纹理的重复、平铺、偏移等效果。

#### 3.2 纹理过滤与采样方法

纹理过滤是指在渲染中对纹理进行处理的方法。常见的纹理过滤方法有最近邻采样、线性插值采样和各向异性过滤。

- 最近邻采样：直接使用最接近的像素值作为采样结果，适用于像素呈现块状的纹理。这种采样方法速度较快，但在放大时图像会显得锯齿状。
- 线性插值采样：通过对最近的四个像素进行加权平均获得采样结果，适用于产生平滑渐变的纹理效果。这种采样方法可以减少图像锯齿和马赛克效应。
- 各向异性过滤：根据纹理的不同方向进行插值采样，可以更好地处理物体表面的倾斜和细节变化。这种采样方法适用于处理纹理映射到斜面的情况。

在ShaderGraph中，也可以选择纹理过滤方法，以达到想要的纹理效果。例如，使用Mip Map我 们可以对纹理进行缩放级别的选择，从而在近距离和远距离观察时有更好的渐变效果。

#### 3.3 纹理采样节点的使用

在ShaderGraph中，可以使用Sample Texture 2D节点来执行纹理采样操作。通过将纹理图像与UV坐标输入到节点中，该节点将返回该坐标处的颜色值。然后可以对返回的颜色值进行各种着色操作，例如颜色混合、颜色强度调整等。

以下是一个简单的ShaderGraph示例，展示了如何使用纹理采样节点来绘制一个具有纹理贴图的表面：

Shader "SampleTextureShader" {
    SubShader {
        Pass {
            Tags { "LightMode" = "ForwardBase" }
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "UnityCG.cginc"
            struct appdata {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };
            struct v2f {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 vertex : SV_