什么是Shader?
1.Shader的概念：
Shader，即着色器，是一种运行在GPU上的程序，用来对三维物体进行着色处理、光和影的计算、纹理颜色的呈现等，从而将一个个作为抽象的几何数据存在的模型、场景和特效，以近似于真实世界的光与影的形式呈现出来。（简单点的理解就是：利用GPU编程使得构件出来的对象近似于真实世界中的对象呈现出来的处理）通过Shader可以改变物体的形状、大小、位置以及旋转等。
2.Shader和Material的关系：
Shader负责将输入的Mesh(网格)以指定的方式和输入的贴图或者颜色等组合起来输出，绘图单元可以依据这个输出来将图像绘制在屏幕之上。输入的贴图或颜色，加上对应的Shader和Shader的特定参数设置，这些打包存储在一起就得到了一个Material。
3.以面向对象的思想理解Shader：
假设把Shader当做一个类，那么在对某个物体使用此Shader时，就需要实例化此Shader，得到一个对象，而Material就相当于是一个Shader的对象。
4.Shader的分类：
Shader的基础类型有两种：顶点Shader和片段Shader，它们的特点：
- 顶点Shader：具有可以处理、变换，最终会渲染到屏幕上的网格物体的顶点位置的功能，但它不能生成新的顶点；
- 片段Shader：会对一个片段（预备像素）进行各种测试，如Z深度测试、Alpha比较测试，能通过各种测试的片段，最终会被写入渲染的输出帧中，从而成为屏幕上的一个可见像素。
GPU编程和Shader的编程语言
1.GPU编程简介：
GPU——Programmable Graphics Processing Unit，即可编程图形处理单元，也成为可编程图形硬件，至于GPU上的编程，实质上就是GPU允许应用程序指定一个序列的指令进行顶点操作控制
2.Shader的编程语言：
GPU与CPU是截然不同的，这不仅仅再其硬件结构的差异上，这也就决定了在两者运行环境下的编程过程也是不同的。目前面向GPU的编程，有3种高级图像语言，分别是：
- 微软的 HLST (High Level Shading Language)，是通过Direct3D图形软件库来写Shader程序的语言；
- OpenGL提供的 GLSL (OpenGL Shading Language)来写Shader程序；
- NVIDIA提供的 Cg (C for graphics)语言（以HLST为基础，很相似），兼容Direct3D和OpenGL图形接口；
考虑到最大化的跨平台支持，选择使用兼容性最高的 Cg 作为编写Shader的语言，但假如只针对Unity 3D引擎，也可以选择 GLSL。
如何使用Cg编写Shader：
在开始进行实际的编程之前，我们应该先清楚实现步骤，这就需要我们了解一下GPU进行图形绘制的操作步骤。
1.GPU图形绘制：
用图形绘制管线描述GPU渲染流程，即“给定视点、三维物体、光源、照明模式和纹理等元素，如何绘制一幅二维图像”。图像绘制其实分为三个阶段：应用程序阶段、几何阶段和光栅阶段：
- 应用程序阶段：使用高级语言（C、C++等）进行开发，主要和CPU、内存打交道，诸如：碰撞检测、场景图建立、空间八叉树更新、视锥裁剪等经典算法都在此阶段。在该阶段末端，几何体数据（顶点坐标、法向量、纹理等）通过数据总线传送给图形硬件。
- 几何阶段：主要负责顶点坐标变换、光照、裁剪、投影以及屏幕映射，该阶段基于GPU进行计算。在该阶段末端，得到经过变换和投影之后的顶点坐标、颜色、以及纹理坐标。
- 光栅阶段：基于几何阶段的输出数据，为像素（Pixel）正确配色，以便绘制完整图像，该阶段进行的都是单个像素的操作，每个像素的信息存储在颜色缓冲器（color buffer或者frame buffer）中。
（例如：光照计算属于几何阶段、雾化以及涉及物体透明度的计算属于光栅阶段、深度信息（Z值）的计算属于几何阶段并传递给光栅阶段。）
2.Unity中使用Cg写Shader：
基本步骤如下：
- 定义一些属性，用于指定此Shader将有哪些输入；
- 定义一个或者多个子着色器，每个着色器中包含一个或者多个Pass；
- 指定一个回滚，用于处理所有SubShader都不能运行的情况。