Unity3D Shader 结构详解

Unity3D Shader 结构详解。

Unity3D Shader 结构详解

当你打开一个 Unity Shader 文件时，第一眼看到的一定是这样的结构：

Shader "Custom/Simple"
{
    Properties { ... }

    SubShader
    {
        Pass { ... }
    }
}

刚接触 Shader 时，你可能会疑惑：

SubShader 是什么？为什么有多个？
Pass 是做什么的？能不能只写一个？
为什么有些 Shader 会写 UsePass 或 GrabPass？
Unity 渲染时到底会用哪个 SubShader？

本篇将从宏观结构入手，带你彻底理解 Shader 的层级与执行顺序。

Shader 的总体结构

Unity Shader 最顶层结构如下：

Shader
 ├── Properties
 ├── SubShader（通常 1~2 个）
 │     ├── Tags
 │     ├── Pass（一个或多个）
 │     └── UsePass / GrabPass（可选）
 └── Fallback（可选）

你可以把结构理解为：

Shader 是一本书
SubShader 是书的不同版本（兼容方案）
Pass 是每个版本中的章节（渲染步骤）

Properties 外部可调节的属性

一个 Shader 可以定义外部可编辑的属性：

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

这些属性会自动出现在材质面板(Mesh Renderer → Material)。

我们在上一篇《Unity3D Shader 属性详解》已经详细讲过，这里略过。

SubShader 多个兼容方案（Unity 自动选择）

一个 Unity Shader 可以包含 多个 SubShader。

示例：

1
2
3

SubShader { ... }  // 高级显卡使用
SubShader { ... }  // 低级显卡使用
FallBack "Diffuse" // 都不支持则使用 Fallback

Unity 的选择规则：

Unity 从上到下依次测试 SubShader，遇到 支持的平台能力 的那一个就使用它。

例如：

SubShader	说明
第一个 SubShader	用到了高端特性（例如 Shader Model 4.5、曲面细分）
第二个 SubShader	使用了更古老、低端显卡支持的语法

在手机端，Unity 会跳过无法执行的 SubShader，改用第二个。

你可以把 SubShader 理解为

PC 端 → 高画质版本
手机端 → 简化版本
老设备 → 最低画质版本

Pass 渲染步骤（每个 Pass 画一遍）

每个 SubShader 可以包含多个 Pass：

SubShader
{
    Pass { ... }  // 第一次渲染
    Pass { ... }  // 第二次渲染
}

一个 Pass = 一次 DrawCall

多 Pass Shader 常用于：

描边 Outline（Pass1 渲染外轮廓，Pass2 渲染本体）
闪光效果（先渲染辉光，再渲染本体）
延迟渲染（分多步输出数据）
阴影渲染（ShadowCaster、ShadowCollector）

最简单的单 Pass Shader 如

Pass
{
    CGPROGRAM
    #pragma vertex vert
    #pragma fragment frag
    ENDCG
}

多 Pass Shader 示例：简单角色描边

SubShader
{
    // Pass1：渲染外描边
    Pass
    {
        // 外扩、单色渲染
    }

    // Pass2：渲染物体本体
    Pass
    {
        // 正常贴图渲染
    }
}

最终输出效果是两个 Pass 合成的结果。

Tags 渲染排序与类别的重要设置

SubShader 和 Pass 都可以设置 Tags。

SubShader 常用 Tags

1	`Tags { "RenderType"="Opaque" "Queue"="Geometry" }`

常见值：

RenderType	说明
Opaque	不透明物体
Transparent	透明物体
TransparentCutout	透明裁剪
Background	背景
Overlay	UI、特效等

Queue（渲染队列）决定渲染顺序：

队列	数值	说明
Background	1000	最早绘制
Geometry	2000	不透明物体
AlphaTest	2450	透明裁剪
Transparent	3000	半透明物体（晚画）
Overlay	4000	UGUI 最后画

半透明一定要排在后面，否则会穿插错误。

UsePass 复用其他 Shader 的 Pass

可引用其他 Shader 的 Pass：

1	`UsePass "Legacy Shaders/Specular/BASE"`

用途：

自己写一个 Pass，其他部分继承内置 Shader
避免重复代码
快速拼装效果

GrabPass 抓取屏幕（用于玻璃、水面等特效）

示例：

1	`GrabPass {}`

GrabPass 会把当前屏幕渲染成一张纹理，让 Shader 可以使用：

常用于：

水波扰动
玻璃折射
高斯模糊
UI 变形效果

但要注意：

GrabPass 很耗性能，移动端慎用。

Fallback 多数新项目用不到

1	`Fallback "Diffuse"`

意味着：

如果所有 SubShader 都不支持，则使用 Unity 内置的 Diffuse。

现代项目中通常不使用 Fallback，因为我们会自己写多个 SubShader 兼容。

总结

概念	作用	重点
Shader	顶层容器	同一个 Shader 对应一个材质
Properties	外部可调参数	可在 Inspector 和 C# 调节
SubShader	不同设备的兼容版本	Unity 自动选择支持的版本
Pass	一次实际渲染	多 Pass = 多次 DrawCall
Tags	渲染顺序/类型	Queue 和 RenderType 最重要
UsePass	复用别的 Pass	对内置 Shader 的继承
GrabPass	抓屏	性能消耗大，慎用
Fallback	无法渲染时的后备方案	新项目一般不用

Shader = 属性 + 若干 SubShader；

SubShader = 若干 Pass；

Pass 就是一次画图，本质是一个 DrawCall。

#Unity3D

Unity3D Shader 结构详解

http://weikunou.github.io/2025/11/23/unity-shader-subshader/

作者

Awake

发布于

2025年11月23日

许可协议

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