Unity HLSL 셰이더 개발 가이드

이 문서는 Unity에서 HLSL(Higher Level Shading Language)을 사용하여 셰이더를 작성하는 방법에 대한 가이드입니다. 기본 개념과 샘플 코드를 통해 이해를 돕습니다.

개요

Unity에서 셰이더는 GPU에서 그래픽스를 렌더링하는 데 중요한 역할을 합니다. 이 가이드는 HLSL의 기본 사항, 시맨틱, 입력 및 출력 제어 방식 등을 설명합니다.

HLSL의 개념

HLSL에서 셰이더를 작성할 때는 각 입력 및 출력 변수가 “시맨틱”을 통해 그 의도를 명시해야 합니다. 시맨틱은 데이터의 사용 방법을 정의합니다.

버텍스 셰이더 입력 시맨틱

주요 버텍스 셰이더 함수에는 모든 입력 파라미터에 시맨틱을 명시해야 합니다. 예를 들어, 버텍스 포지션과 텍스처 좌표는 필수 요소입니다.

샘플 코드

아래는 버텍스 포지션과 텍스처 좌표를 입력으로 받는 간단한 버텍스 셰이더의 예입니다.

Shader "Unlit/Show UVs"
{
    SubShader
    {
        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            struct v2f {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 pos : SV_POSITION;
            };

            v2f vert (
                float4 vertex : POSITION,
                float2 uv : TEXCOORD0
            )
            {
                v2f o;
                o.pos = UnityObjectToClipPos(vertex);
                o.uv = uv;
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                return fixed4(i.uv, 0, 0);
            }
            ENDCG
        }
    }
}

구조체를 사용한 시맨틱 정의

모든 입력을 각각 시맨틱으로 정의하는 대신 구조체를 사용할 수도 있습니다. 이렇게 하면 코드가 더 깔끔해집니다.

프래그먼트 셰이더 출력 시맨틱

프래그먼트 셰이더는 주로 SV_Target 시맨틱을 가진 컬러를 출력합니다. 다음은 기본 구조체를 사용하여 컬러를 반환하는 방법입니다.

struct fragOutput {
    fixed4 color : SV_Target;
};

fragOutput frag (v2f i)
{
    fragOutput o;
    o.color = fixed4(i.uv, 0, 0);
    return o;
}

추가 시맨틱

프래그먼트 셰이더에서 사용할 수 있는 추가적인 시맨틱은 다음과 같습니다:

• SV_Depth: 픽셀 셰이더의 깊이 출력.
• SV_TargetN: 다수의 렌더 타겟.

인터폴레이터 개수 제한

버텍스 셰이더에서 프래그먼트 셰이더로 정보를 전달할 때 사용 가능한 인터폴레이터 변수의 수는 플랫폼과 GPU에 따라 제한됩니다.

기타 특수 시맨틱

• VPOS: 픽셀 위치
• VFACE: 면 방향

VFACE 사용 예시

아래는 FFACE를 사용하는 셰이더 예시입니다. 이 셰이더는 렌더링된 표면의 방향에 따라 다른 색상을 출력합니다.

Shader "Unlit/Face Orientation"
{
    Properties
    {
        _ColorFront ("Front Color", Color) = (1,0.7,0.7,1)
        _ColorBack ("Back Color", Color) = (0.7,1,0.7,1)
    }
    SubShader
    {
        Pass
        {
            Cull Off

            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #pragma target 3.0

            float4 vert (float4 vertex : POSITION) : SV_POSITION
            {
                return UnityObjectToClipPos(vertex);
            }

            fixed4 _ColorFront;
            fixed4 _ColorBack;

            fixed4 frag (fixed facing : VFACE) : SV_Target
            {
                return facing > 0 ? _ColorFront : _ColorBack;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

마무리

이 가이드는 Unity의 HLSL 셰이더 개발에 대한 기본적인 소개입니다. 시맨틱과 구조체를 활용하여 효율적인 셰이더를 작성하는 방법을 배웠습니다. 더 고급 내용은 Unity 공식 문서를 참조하세요.