Shader Graph Node 筆記

Add Node ： 將輸入 A 與 B 相加後輸出。可用在

• 顏色混合：兩個顏色相加會讓結果更亮，例如 紅色(1,0,0) + 綠色(0,1,0) = 黃色(1,1,0)。
• 偏移效果：可以為 UV 座標 添加一個數值，實現紋理偏移或滾動效果。
• 漸變控制：用於疊加額外的數值，如增加光照強度或提高某些參數的基礎值。

Multiply Node ： 將輸入 A 與 B 相乘後輸出。可用在

• 顏色調整：用 Multiply 乘以一個顏色值可以調整其亮度，例如 (1,1,1) * 0.5 讓顏色變暗。
• 遮罩（Mask）：如果將一個紋理乘以一個黑白影像（如漸層遮罩），黑色部分（0）會被隱藏，白色部分（1）保持不變。
• 縮放（Scaling）：可以用 Multiply 來控制值的縮放，例如控制波動強度、光照強度等。

Split Node： 會將輸入向量 In 拆分為四個 Float 輸出 R、G、B 和 A。

這些輸出對應於輸入 In 向量的各個通道：

• R (紅色通道)
• G (綠色通道)
• B (藍色通道)
• A (Alpha 透明度通道)
• 如果輸入向量 In 的維度小於 4（即不是 Vector4），則缺少的輸出通道將預設為 0。

生成的程式碼

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float _Split_R = In[0];
float _Split_G = In[1];
float _Split_B = 0;
float _Split_A = 0;

參考： https://docs.unity3d.com/Packages/com.unity.shadergraph@17.0/manual/Split-Node.html

Transform Node： 用來將輸入從一個座標空間轉換到另一個座標空間。可以用來處理位置 (Position)、方向 (Direction) 或法線 (Normal) 等資料的變換。

• 位置 (Position) 會受 平移、旋轉、縮放 影響。
• 方向 (Direction) 只受 旋轉縮放 影響，不會受 平移 影響。

當轉換的不是 Position（位置）時，Unity 建議使用 World 選項，而不要使用 Absolute World，否則可能會產生非預期行為。
例如，當轉換方向（Direction）或法線（Normal）時，Camera Relative（相機相對世界） 可能會影響計算結果，因此 World 會更適合。

參考： https://docs.unity3d.com/Packages/com.unity.shadergraph@17.0/manual/Transform-Node.html

對於計算機圖形學中的應用中，噪聲應該是偽隨機的，也就是說兩次調用應得到同樣的結果。

Gradient Noise (梯度噪聲)： 梯度噪聲產生的紋理具有連續性，因此常用於模擬自然現象（如雲層、山脈、火焰等）。

• Perlin 噪聲（Perlin noise，又稱為柏林噪聲）是梯度噪聲的一種。由Ken Perlin開發的自然噪聲生成算法，具有在函數上的連續性，可在多次調用時給出一致的數值。該噪聲可以用來模擬人體的隨機運動，螞蟻行進的線路等。另外，還可以通過計算分形和模擬雲朵，火焰等非常複雜的紋理。

Gradient Noise Node ：梯度噪聲節點，根據輸入 UV 生成梯度噪聲（Gradient Noise）或 Perlin 噪聲（Perlin Noise）。

• 可調整 Scale 來控制噪聲的大小與細節。

輸入

• UV ： 為 Vector2 ， UV 位置作為噪聲的「種子」，可透過偏移、縮放來改變噪聲分佈
  • UV + 偏移（Offset） → 平移噪聲圖案
  • UV * 縮放（Scale） → 改變噪聲細節
  • UV 變形（Distortion） → 產生扭曲效果
• Scale ： 為 Float ， 可改變噪聲的細節程度
  • 較大值 → 細節更密集，較小值 → 細節較稀疏
    輸出
• Output ： 為 Float ， 輸出範圍為 0.0 到 1.0

Simple Noise Node ： 根據輸入的 UV 可以產生 簡單 (Simple) 或是 Value 雜訊。

參考：

• https://huailiang.github.io/blog/2021/noise/
• https://en.wikipedia.org/wiki/Value_noise
• https://blog.csdn.net/Czhenya/article/details/119900293
• https://huailiang.github.io/blog/2021/noise/

UV Node ： UV 節點 用來獲取頂點或片段的 UV 坐標。Unity 允許你在網格的數據中處理多個紋理座標集，因此可以透過 Channel 下拉選單來選擇從四組 UV 坐標中擷取資料。大多數網格通常只會使用 UV0，但你也可以利用其他通道來隱藏更多數據。
需要注意的是，Shader Graph 有一個限制，就是它只能存取 UV0 到 UV3，而 UV4 到 UV7 則只能在著色器程式碼中訪問。這意味著如果需要更多的 UV 通道，Shader Graph 本身無法直接處理，但你仍然可以在手寫的著色器代碼中處理更高的 UV 通道。

Position Node： 根據此節點所在的 Shader 階段 (Shader Stage)來決定，此節點是存取 網格頂點 (Vertex) 或片段 (Fragment) 的位置 (Position) 。
可以使用 Space (空間) 下拉選單來選擇輸出值的座標空間。

Ports

Controls

World 與 Absolute World
Position 節點 提供 World (世界) 和 Absolute World (絕對世界) 兩種座標空間選項：

• Absolute World (絕對世界座標)： 在所有 Scriptable Render Pipeline (SRP) 中，始終返回物件在場景中的絕對世界位置。
• World (世界座標)： 返回所選 SRP 預設的世界座標。

不同渲染管線的 World 預設行為：

• High Definition Render Pipeline (HDRP) 預設使用 Camera Relative (相機相對) 世界座標。
• Universal Render Pipeline (URP) 預設使用 Absolute World (絕對世界座標)。

舊版本

• Shader Graph 6.7.0 或更早版本，如果 Position 節點 使用 World 空間，則會自動升級為 Absolute World，以確保計算結果不變。
• HDRP 中，如果之前使用 World 空間 手動計算 Camera Relative 世界座標，現在可以直接選擇 World，系統會自動使用相機相對的世界座標。

參考： https://docs.unity3d.com/Packages/com.unity.shadergraph@7.1/manual/Position-Node.html

Tiling And Offset Node（平鋪與偏移節點）： Tiling And Offset Node 用於調整紋理（Texture）或 UV 坐標的平鋪（Tiling）和偏移（Offset），允許你在 Shader Graph 中動態改變紋理的大小與位置。

• Tiling 輸入是 Vector 2，它控制紋理在物件上複製的次數（即平鋪的數量）。 UV * Tilling
• Offset 輸入是 Vector 2，它用來在任何方向上移動（滾動）紋理。 UV + Offset
• UVs 輸入是原始的 UV 座標，平鋪和偏移會應用到這些座標上。

UV 乘以一個數值就是縮放 (Tiling)
UV 加減一個值，就是移動 (Offset)

產生的程式碼

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void Unity_TilingAndOffset_float(float2 UV, float2 Tiling, float2 Offset, out float2 Out)
{
    Out = UV * Tiling + Offset;
}

Absolute Node ： 將 輸入 取絕對值後 輸出。

Power Node ： Power Node 就是次方的意思，當輸入 A 、 B， 輸出為 A的B次方， A^B

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void Unity_Power_float4(float4 A, float4 B, out float4 Out)
{
    Out = pow(A, B);
}

Sample Texture 2D ：

• 有三個輸入：
  • Texture：要取樣的紋理（Texture 2D）。
  • UV coordinate：紋理的取樣座標，這決定了紋理中哪個位置的顏色將被取樣。
  • Sampler State：決定如何取樣紋理的採樣器狀態。
• 這個節點還有兩個額外選項：
  • Type：這個選項決定節點的取樣行為：
    • 當選擇 Default 時，該節點會取樣紋理的顏色（顏色值）。
    • 當選擇 Normal 時，該節點會取樣法線圖（Normal Map），這樣可以獲得法線的資訊來用於光照計算等效果。
  • Space：這個選項只有在 Normal 模式下有效，決定輸出的法線信息應該處於哪個空間：
    • Object：???。
    • Tabgent：???。

在 SpriteRenderer 有時候會有 Material does not have a _MainTex texture property. It is required for SpriteRenderer 的警告，這表示 你的 Shader 沒有 _MainTex 屬性。可以這麼理解：在 Shader Graph 中，如果你設定了一個 Texture2D 屬性，並將它的 Reference 設為 _MainTex，那麼，當這個 Shader 被應用到 Sprite Renderer 的 Material 上時，Sprite Renderer 會自動把它的 Sprite 貼圖傳遞給 _MainTex。這樣 Shader 就能正確使用 Sprite 的貼圖，而不需要手動指定 Texture。

Time Node (時間節點) ： 用來提供 時間資訊

• Time: 返回自場景(scene)開始以來的時間（以秒為單位）。這個值隨著場景運行而增加。
• Sine Time: sin(Time)，產生 -1 到 1 之間的循環值，這個輸出經常用於創建周期性或擺動的效果。
• Cosine Time: cos(Time)，效果類似於 Sine Time，但它的波形會有不同的相位（即開始的點不同），通常用於不同的波動模式。
• Delta Time: 返回自上一幀以來經過的時間（以秒為單位）。這個值用於幀率無關的動畫或運動計算，確保無論運行速度如何，行為都保持一致。
• Smooth Delta: 類似於 Delta Time，但它會對多幀的時間差進行平滑處理，通過平均多個幀的時間差來減少突變，使過渡更加平滑。

當希望物件可以持續的動，或者 Shader 需要依賴時間來運作時，就可以使用 Time 節點，可以嘗試使用 Time 節點 來做 動畫漸變（Gradient）、顏色（Color）、紋理（Texture），以創造獨特的 Shader 效果。

下圖是一個簡單的使用方式，如果你想要產生 0 到 1 之間循環的數值，可以這樣做。

• Time 節點 選擇 Sine Time ， 其範圍為 [-1, 1] 。
• 將 Sine Time 連接到 Add Node ， 把 sin(Time) 加上 1 ， 轉換為 [0,2]
• 連接上 Divide Node ， 把 Add Node 的輸出 除以 2 ， 轉換為 [0,1]
  
• 參考： https://blog.csdn.net/chillxiaohan/article/details/130107677

參考：

• https://danielilett.com/2021-05-20-every-shader-graph-node/
• https://learn.unity.com/tutorial/shadergraph-time-node#5f625e2cedbc2a0020036df9