學習編寫 Unity 計算著色器

Contents

利用 GPU 的力量

從這 6 小時的課程，你會學到

如何編寫 Unity 計算著色器
如何在後期處理圖像過濾器中使用 ComputeShader
如何使用 ComputeShader 進行粒子效果和植絨
如何使用 StructuredBuffers 在 ComputeShader 和實例化 Surface Shader 之間共享資料
使用 ComputeShader 處理流體模擬
使用 ComputeShaders 創建物理引擎

要求

你必須熟悉 Unity 的基礎知識
你需要具備 C# 的基本知識

課程說明

通過學習創建計算著色器，你將晉級 Unity 開發的尖端。與傳統著色器不同，你可以使用計算著色器來處理任何資料操作問題，其中有數十個（甚至數百個）執行緒同時運行使遊戲運行速度快很多倍的瓶頸。在本課程中，你將從小步驟開始，學習計算著色器的基礎知識。首先，我們看一下使用緩衝區將資料從 CPU 傳遞到 GPU。然後我們將研究在計算中使用這些緩衝區。一旦你有了這個初步的基礎，你就會學習如何使用這些技術來創建極快的後處理過濾器。你可以使用計算著色器來處理粒子效果和植絨計算。在課程中，你將創建一個由數千隻鳥組成的群，其中每隻鳥都在與它在空中的速度同步拍打翅膀。使用計算著色器，分而治之是一種方式。通過使用同時運行的數百個執行緒，我們開發了一個可以處理數千個翻滾棋子的 GPU 物理引擎。計算著色器非常適合在化身在草叢中移動時處理草葉的方向。本課程涵蓋了具有挑戰性的流體主題（2D 和 3D），你將看到計算著色器為這個計算密集型領域帶來了多少好處。

該課程的資源以程式碼版本和完整版本的形式呈現，包括 30 多個不同的示例。 Unity Compute Shaders 為學習如何處理遊戲中的複雜問題提供了理想的平台。詳細介紹了使用分離、內聚和對齊這 3 個關鍵規則的植絨計算。包括處理快速碰撞檢測和所涉及的力的物理計算（理論上和實踐上）。平滑粒子流體動力學是一種計算流體模擬的技術。我們將帶你從基礎級別開始。

如果你使用 Unity，你需要了解如何使用計算著色器來確保你的遊戲具有最佳性能。畢竟，為什麼在 CPU 加班時讓 GPU 閒置呢？如果你將某些任務切換到 GPU 並使用計算著色器處理它們，你將看到巨大的性能改進。

本課程使用 Unity 2019.4，兼容 Windows 和 Mac。

學生反饋

“這門課程簡直太棒了。我一直想學習這些主題，最後得到了一些令人難以置信的資源。非常感謝。順便說一句，我喜歡這種教學方法。默認場景和挑戰真的幫助我堅持課程而不會感到沮喪。涵蓋的主題非常困難，但你以一種我們可以真正一步一步完成的方式做到了，同時在螢幕上展現令人難以置信的東西！”
“本課程是對計算著色器如何工作、令人印象深刻的結果和解釋的深入、解釋清楚的理解”
“令人驚嘆的課程 – 在 Penny De Byls CG 著色器課程之後進行了這一課程，他們非常吻合。Nicholas 在一些有趣的專案和偉大的概念方面做得很好 – 喜歡流體模擬部分。”
“我剛剛從 Holistic 3D 開始了 Compute Shaders 課程。喜歡這門課程，我發現它超級容易理解！多年來一直在尋找一個體面的教程，這絕對是我一直在尋找的！”
“很棒的教程，知識濃縮且容易獲得。我一直想學習編程著色器和 GPU 計算，所以這門課程非常適合我的需求！”
“本課程擅長填補我自學的知識和對計算著色器的理解的空白。解釋簡潔而全面，同時幫助基礎知識打下堅實的基礎！”

其他人對 Nik 課程的評價：

非常豐富的內容和令人印象深刻的教學法。向掌握該主題並知道如何教學的人學習非常好。
Nik 的教學風格讓我非常直觀地理解了一切，我現在對著色器非常滿意。
我喜歡 Nik 的課程，我理解他解釋的方式。很棒的內容。

目標受眾

希望將計算著色器添加到他們的技能集中的開發人員
希望使用 GPU 來避免遊戲處理瓶頸的開發人員
開發人員很想知道植絨、GPU 物理、草、光線追蹤和流體的現代技術

講師簡介

Penny de Byl 計算機科學、遊戲和程式藝術教授

嗨，我是 Penny de Byl 博士。我是全端的程式開發者，且是擁有真正熱情的學術教師。25年來，我在澳大利亞和歐洲一直在教別人遊戲開發、程式設計、但腦圖形、動畫和網頁設計。我最暢銷的教科書，包括 Holistic Game Development with Unity: An All-in-One Guide to Implementing Game Mechanics, Art, Design and Programming在全球超過100個機構中使用。我的畢業生在Apple、Ubisoft、LinkedIn 和 Deloitte Digital 等公司工作。

在州、國家和國際層面，我贏過許多獎項，包括澳大利亞學與教委員會卓越教學獎和 Unity 手機遊戲課程大賽。我的計算機科學和相關領域的教學方法是基於專案、給你動手做的研討會，你可以立即有能力實踐。

我希望我的虛擬教室能幫你完全武裝起來，提供你終身學習的技能。我很高興現在把我的全部精力集中在 Udemy 上，把我多年的知識和經驗帶給渴望學習技術的人。

Nicholas Lever 遊戲開發者

在獲得平面設計學位後，我於 1980 年開始擔任卡通動畫師。 1982 年購買 Sinclair ZX81 是向全職工程師遷移的開始。 ZX81 很快被 Sinclair Spectrum 所取代，Z80 處理器和巨大的 48K 記憶體使其成為開發遊戲的更好計算機。我使用 Sinclair Basic 和 Assembler 開發了一些遊戲。 Spectrum 被換成了 Commodore Amiga，我在共享軟體市場開發了更多遊戲，轉而使用 C。在這個階段，它本質上是一種愛好。有償工作仍然是動畫廣告。

我終於在九十年代初買了一台電腦，並完成了開放大學的數學和計算學位。我創建了一個精靈庫 ActiveX 控件並撰寫了我的第一本書，旨在讓設計師開始編輯程式。九十年代中期，Flash 出現了，我現在經營的公司 Catalyst Pictures 以創造遊戲而聞名。

從那時起，我的大部分工作時間都在創建遊戲，首先是在 Flash 和 Director 中，因為 Director 發布了第一個廣泛可用的 3D 程式庫，該庫可以使用外掛在瀏覽器中運行。

近年來，遊戲開發涉及使用 HTML5 和 Canvas。使用自定義程式碼和各種程式庫。一個特別的偏好是使用最新版本的 Adobe Flash，現在稱為 Animate，它輸出到 Javascript 程式庫 Createjs。

我曾在 BBC、Johnson and Johnson、Deloitte、Mars Corporation 和許多其他藍籌客戶。我經營了 30 多年的公司贏得了許多獎項，併兩次被提名為英國電影學院獎，相當於英國的奧斯卡獎。

在過去的 20 年裡，我一直對找到優秀的開發人員是多麼困難感到震驚，並決定為此做點什麼，而不僅僅是抱怨。我為 9-13 歲的孩子開設了一個 CodeClub，我正在為 Udemy 開發一些課程，希望能夠啟發和教育新的開發人員。我的大部分課程都涉及使用流行的開源庫 Three.JS 或 Unity 的實時 3d。我目前在開發 WebXR 遊戲和玩我的 Oculus Quest 時獲得了很多樂趣。