Khi bạn chơi game...

Tạo Shader Trong Unity với HLSL: Hướng Dẫn Chi Tiết

Khám Phá Thế Giới Shader

Khi bạn chơi game và đắm chìm trong một thế giới 3D chân thực với ánh sáng rực rỡ, bóng đổ mềm mại và cảnh vật sống động, bạn có bao giờ tự hỏi làm sao để tạo ra những hiệu ứng đó? Shader chính là câu trả lời cho những thắc mắc đó.

Shader không chỉ là những công cụ phức tạp dành cho các chuyên gia mà thật sự còn là những công cụ cực kỳ mạnh mẽ cho tất cả game developer, từ những người mới bắt đầu cho đến những người đã có kinh nghiệm lâu năm. Nhiều người thường bỏ qua việc tìm hiểu về shader và sau đó gặp phải khó khăn trong việc tối ưu hóa game hoặc tạo ra những hiệu ứng hấp dẫn mà vẫn giữ được hiệu suất tốt. Vậy shader thực chất là gì và tại sao nó lại quan trọng trong việc phát triển game?

Shader Là Gì Và Tại Sao Nó Quan Trọng?

Nếu coi nhà phát triển game như những phù thủy, thì shader chính là phép thuật hữu hình mà chúng ta dùng để thổi hồn vào các thế giới ảo. Với mỗi dòng mã, shader cho phép chúng ta khắc họa mọi thứ từ ánh sáng cho đến bề mặt vật liệu. Shader có khả năng biến đổi những chi tiết nhỏ, từ làn sóng biển đến mặt đất thành những yếu tố sống động và chân thực trong game. Nếu bạn đã từng chơi game, chắc chắn rằng shader đã mang lại cho bạn những trải nghiệm khó quên.

Tại sao game developer nên tìm hiểu về shader?

Shader không chỉ tạo ra các hiệu ứng đẹp mắt mà còn rất quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất đồ họa của game. Một shader được thiết kế tốt có thể chuyển các phép toán phức tạp từ CPU sang GPU, giúp giảm tải cho hệ thống và xử lý nhanh hơn. Điều này rất cần thiết, đặc biệt khi phát triển cho các nền tảng có phần cứng hạn chế như điện thoại di động hay VR.

Ví dụ, kỹ thuật interior mapping đang được ứng dụng rộng rãi trong game để tối ưu hóa việc hiển thị, giúp tiết kiệm tài nguyên và mang lại trải nghiệm thị giác tuyệt vời cho người chơi. Một minh chứng điển hình là trong game Spider-Man 4, nơi mà game developers đã khéo léo ứng dụng kỹ thuật này.

Bắt đầu tạo shader trong Unity

Giờ đây, chúng ta sẽ hướng dẫn bạn cách tạo một shader đơn giản trong Unity bằng HLSL. Hướng đi này sẽ giúp bạn nắm vững các khái niệm cơ bản trước khi mở rộng thêm các tính năng phức tạp hơn. Chúng ta sẽ bắt đầu với Standard Surface Shader (dành cho Built-in Render Pipeline) và sau đó chỉnh sửa để tạo ra một shader chỉ áp dụng màu sắc tĩnh trên đối tượng.

Chuẩn Bị Môi Trường Làm Việc

1. Mở Unity: Nếu bạn chưa có dự án, hãy tạo một dự án mới bằng Built-in Render Pipeline (Standard).
2. Kiểm Tra Pipeline: Đảm bảo rằng dự án của bạn không sử dụng URP hoặc HDRP. Kiểm tra trong Project Settings > Graphics.

Bước 1: Tạo Shader Cơ Bản Sử Dụng Standard Surface Shader

1. Tạo Shader Mới: Nhấp chuột phải vào thư mục Assets và chọn Create > Shader > Standard Surface Shader.
2. Đặt Tên Cho Shader: Đặt tên cho shader là BasicShader.shader.
3. Mở Shader Vừa Tạo: Nhấp đúp vào file BasicShader.shader để mở nó trong trình soạn thảo mã.
4. Cấu Trúc Shader Ban Đầu:

Shader "Custom/NewSurfaceShader"
{
    Properties
    {
        _Color ("Color", Color) = (1,1,1,1)
        _MainTex ("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {}
        _Glossiness ("Smoothness", Range(0,1)) = 0.5
        _Metallic ("Metallic", Range(0,1)) = 0.0
    }
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 200

        CGPROGRAM
        #pragma surface surf Standard fullforwardshadows
        #pragma target 3.0

        sampler2D _MainTex;
        struct Input
        {
            float2 uv_MainTex;
        };

        half _Glossiness;
        half _Metallic;
        fixed4 _Color;

        void surf (Input IN, inout SurfaceOutputStandard o)
        {
            fixed4 c = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex) * _Color;
            o.Albedo = c.rgb;
            o.Metallic = _Metallic;
            o.Smoothness = _Glossiness;
            o.Alpha = c.a;
        }
        ENDCG
    }
    Fallback "Standard"
}

Bước 2: Tạo Shader Chỉ Tô Màu Đơn Giản

Thay đổi nội dung shader để tạo ra một shader chỉ áp dụng màu sắc tĩnh cho đối tượng, mà không phụ thuộc vào ánh sáng hay texture. Chúng ta sẽ chuyển từ Surface Shader sang một Vertex/Fragment Shader đơn giản. Thay đổi cấu trúc như sau:

Shader "Custom/MyBasicShader"
{
    Properties
    {
    }
    SubShader
    {
        Pass
        {
            CGPROGRAM
            ENDCG
        }
    }
    Fallback "Standard"
}

Bước 3: Khai Báo Biến Màu

Thêm biến màu vào trong Properties:

Properties
{
    _Color ("Color", Color) = (1, 0, 0, 1)
}

Bước 4: Cập Nhật SubShader

Sử dụng màu _Color cho Albedo và thêm Metallic, Smoothness:

SubShader
{
    Tags { "RenderType"="Opaque" }
    LOD 200

    CGPROGRAM
    #pragma surface surf Standard

    fixed4 _Color;
    float _Metallic;
    float _Smoothness;

    void surf (Input IN, inout SurfaceOutputStandard o)
    {
        o.Albedo = _Color.rgb;
        o.Alpha = _Color.a;
        o.Metallic = _Metallic;
        o.Smoothness = _Smoothness;
    }
    ENDCG
}

Bước 5: Thêm Texture

Cuối cùng, thêm texture _MainTex:

Properties
{
    _Color ("Color", Color) = (1, 0, 0, 1)
    _MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" {}
}

Tổng Kết

Bây giờ bạn đã có một shader cơ bản sử dụng màu sắc, metallic và smoothness, tất cả đều có thể được điều chỉnh trong Unity Inspector. Shader là công cụ quan trọng giúp tăng cường hiệu suất đồ họa và làm cho game của bạn trở nên hấp dẫn hơn.

Tải mã nguồn và Đọc thêm tại: www.billthedevlab.tech

Đối tác nghề nghiệp tại: www.billthedev.com

source: viblo