前言

當(dāng)我還是一個(gè)剛高考完的愣頭青時(shí)，抱著滿(mǎn)腔熱血打開(kāi)Unity，滿(mǎn)腦子都是光怪陸離的游戲畫(huà)面，以為下一個(gè)非同尋常的獨(dú)立游戲就要出現(xiàn)在我的手里，結(jié)果在第一步就卡住了——想象的畫(huà)面很美好，但Unity只給了我一個(gè)平平無(wú)奇的Standard材質(zhì)，這可如何是好？于是我創(chuàng)業(yè)未半而中道找教程，才知道有個(gè)東西叫“Shader”，要想真正隨心所欲地“畫(huà)”出理想的游戲畫(huà)面，我要先學(xué)會(huì)它。

彼時(shí)，Shader還在社群里被認(rèn)為是一種“高端”的代碼，資料不多、教程很少，即便是當(dāng)時(shí)流行的入門(mén)資料也是有一定門(mén)檻的（這種情況到目前也依然存在），無(wú)論是對(duì)數(shù)學(xué)的要求，還是對(duì)編程的要求，以及對(duì)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)知識(shí)的要求。畢竟Shader本身就是一項(xiàng)融合了多種學(xué)科知識(shí)的技術(shù)，尤其是對(duì)于對(duì)Shader還一無(wú)所知的初學(xué)者來(lái)說(shuō)，不了解線性代數(shù)，不會(huì)編程，基本就告別大多數(shù)教程了。近幾年來(lái)，獨(dú)立游戲越來(lái)越多，游戲開(kāi)發(fā)的門(mén)檻也一降再降，當(dāng)很多入門(mén)不久的用戶(hù)都能使用C#在Unity面前游刃有余時(shí)，唯獨(dú)Shader保持著它那“高冷而不近人情”的高門(mén)檻。對(duì)于大多數(shù)剛剛?cè)腴T(mén)的Shader初學(xué)者，或者是那些只是想能看懂Shader以對(duì)它稍作修改的開(kāi)發(fā)者，掌握晦澀難懂的底層理論是否真的是必要的？

因此，本書(shū)嘗試用淺顯易懂的語(yǔ)言和大量的比喻、引導(dǎo)，先力求讓讀者明白“寫(xiě)Shader到底是在寫(xiě)什么”，只有建立起對(duì)Shader的宏觀概念，才能談“怎么寫(xiě)Shader”，否則寫(xiě)起來(lái)就像盲人摸象，很容易陷入“只會(huì)改Shader而不會(huì)寫(xiě)Shader”的困境。另外一點(diǎn)，比起用案例和代碼的堆砌來(lái)教讀者“怎么做”，本書(shū)將更多的筆墨集中在寫(xiě)“為什么這么做”，這個(gè)理念從第1章一直持續(xù)到了最后一章，也是筆者最希望讀者從本書(shū)中學(xué)到的。我們總是先遇到問(wèn)題，再去想解決問(wèn)題的方法，而只知道“怎么做”，只能解決一種問(wèn)題，我們也不可能指望網(wǎng)上的教程總能完完全全地貼合我們的需求，一五一十地照搬案例只會(huì)讓未來(lái)的開(kāi)發(fā)變成“對(duì)著墻磚找墻洞”——那我們豈不就成了案例的提線木偶了？本書(shū)的大部分案例都旨在告訴讀者一種新思想、一種新工具，并希望讀者能真正將它們?nèi)跁?huì)貫通，變成屬于自己的“武器”。

在視頻資料和電子文檔大行其道的當(dāng)下，閱讀一本紙質(zhì)書(shū)學(xué)計(jì)算機(jī)知識(shí)看起來(lái)多少是有一些“傳統(tǒng)”，但筆者認(rèn)為紙媒依然有著獨(dú)特的作用。它不依賴(lài)于電子設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，也方便反復(fù)查看，讀者可以更聚焦于代碼之外的行文思路，學(xué)習(xí)每一步之間的思路推理過(guò)程，所以本書(shū)在許多章節(jié)中并不著重突出“代碼與反饋”的內(nèi)容。這不是一本“沒(méi)有計(jì)算機(jī)在旁邊隨時(shí)操作就看不下去”的書(shū)（當(dāng)然，并不是認(rèn)為看本書(shū)的時(shí)候不需要實(shí)踐）。

在本書(shū)的編寫(xiě)過(guò)程中，參考了許多前輩撰寫(xiě)的入門(mén)教程，包括Catlike Coding的教程、馮樂(lè)樂(lè)的《Unity Shader入門(mén)精要》。在數(shù)學(xué)章節(jié)中，筆者受到3Blue1Borwn極大的影響，他對(duì)線性代數(shù)的集合本質(zhì)進(jìn)行了鞭辟入里的講解。這些教程都是很棒的學(xué)習(xí)資料，讀者在學(xué)習(xí)中遇到問(wèn)題時(shí)也可以進(jìn)行查閱。

在編寫(xiě)本書(shū)的過(guò)程中，我盡可能地檢查校對(duì)內(nèi)容的準(zhǔn)確性，但由于個(gè)人能力和知識(shí)儲(chǔ)備的限制，難免會(huì)存在一些錯(cuò)誤或者不足之處。因此，非常歡迎讀者朋友在閱讀本書(shū)的過(guò)程中積極提供反饋和建議，以幫助我更好地改善內(nèi)容。

非常感謝何睿驊、李恒、肖洪廣和胡致遠(yuǎn)，他們對(duì)本書(shū)的校對(duì)、編排、內(nèi)容調(diào)整提供了巨大的幫助。同時(shí)，對(duì)中國(guó)鐵道出版社有限公司的編輯于先軍先生的約稿表示感謝，是您的信任讓本書(shū)得以面世。

15年前，有個(gè)名叫66RPG的獨(dú)立游戲論壇用一句“夢(mèng)想世界，在你手中”的口號(hào)激勵(lì)了成千上萬(wàn)的游戲開(kāi)發(fā)者，而我正是其中之一。我們的游戲世界從來(lái)不缺乏奇景，只是我們還未能擁有足夠的魔法將它的綺麗展現(xiàn)出來(lái)。衷心期盼本書(shū)能成為每一位讀者在游戲世界中創(chuàng)世的魔法指南，祝各位早日開(kāi)發(fā)出自己夢(mèng)想中的游戲。

黃志翔(網(wǎng)名：Hking Auditore)

2023年10月