不過我剛開始打算自學Shader的時候遇到了很大的問題，就是網上的教學很少也很分散（可能是因為這項技術本身比較專門），入門門檻很高。雖然Unity官方有提供一篇入門教學（A Gentle Introduction to Shaders），但看了很久也不太明白，可能是因為這篇文章面向的對象並非完全是新手，同時也沒有清楚解釋一個Shader程式碼內每個部分的意義。
經過一段時間的自學後，總結一下自己對Shader的初步理解：（自己也還只是新手，若有錯誤歡迎指正）
甚麼是Shader？
Shader（著色器）是一種電腦程式，簡單來說主要負責進行圖像處理，一般都在GPU上執行。如果想講得準確點的話，要把遊戲的各個物件從模型到畫在螢幕上的過程有很多個步驟，這個過程我們叫Rendering Pipeline（繪圖管線）。當中有一些步驟我們可以寫程式控制，有一些步驟我們可以做一些設定，其他步驟則甚麼也不能做（只能交由GPU處理）。可以寫程式控制的那些程式就叫Shader，不同的步驟就是交由不同種類的Shader來負責。不過一般我們最常接觸的是Vertex shader和Fragment shader，下面會講到這兩種shader實際上負責甚麼。
Shader使用甚麼程式語言？
和Unity使用C#作為程式語言不一樣，Shader是使用另外一種專門為圖像處理而設計的程式語言。Unity可以用的Shader程式語言有兩種，分別為Cg/HLSL（DirectX）和GLSL（OpenGL）。一般來說都會使用跨平台的Cg/HLSL（Unity會根據目標平台再幫你轉成DirectX或OpenGL），網上的Shader資源大多也是使用這個語言。HLSL是微軟的DirectX的所使用的語言，GLSL則是OpenGL所使用的語言，而Cg是Nvidia開發出來的語言，而因為Cg和HLSL有合作，所以兩者的語法非常相似，但又有一些不同。
Cg全名為C for graphics，語法上有點參考了C但又不太一樣，原本由Nvidia負責維護但現在已經不再支援（depreciated）。Unity官方之所以把Unity Shader使用的程式語言會叫Cg/HLSL，是因為它實際上並不完全等同於Cg或HLSL，而較像是它們的變種，因為有些Cg和HLSL支援的語法或函數在Unity中並不支援（你可以理解為Unity在參考了Cg和HLSL後自己又弄了一個很像它們的語言）。但為了簡單起見，我們就把Unity所使用的這個Cg/HLSL變種語言直接簡稱為Cg。
要注意的是，Unity的Shader程式碼中，要到「CGPROGRAM」和「ENDCG」之間的程式碼才是Cg語言，其他的部分則是使用叫ShaderLab的宣告式語言（即是只是定義，而沒有任何程式邏輯的部分）。
Unity的Shader就是一個Shader嗎？
Unity Shader其實指的是Unity內一個附檔名為.shader的檔案，而裡面實際上是把很多不同步驟所涉及的Shader包裝在一起。這個檔案可以附加在材質（Material）上面，然後我們就可以把材質附加在Game Object上，讓其顯示出我們想要的效果。
簡單來說，Unity Shader為了方便你管理，是以Material為單位，讓你寫該Material下所需的各種Shader。
Unity Shader的結構？
一個Unity Shader下會有多個Sub Shader，GPU會視乎你為其加的標籤而選用其中一個Sub Shader。而Sub Shader裡面可以再定義不同種類的Shader，常見的有兩種Shader組合：
第一種是Vertex Shader + Fragment Shader，算是比較基礎的Shader，也是我一開始學習的組合，會比較容易了解Shader的原理並進行基礎的運算，也容易做Optimization，確保只計算自己需要的效果，不計算其他多餘的東西。
第二種是Surface Shader（表面著色器），是Unity為了方便你而設立的一個簡化版Shader，實際上它還是會再幫你將其轉為Vertex Shader + Fragment Shader。據說比較容易用簡單的程式碼寫出比較好的效果（尤其是涉及光源的效果），但可能當中的函數會幫你計算一些多餘的東西，較難做Optimization或者一些獨特的效果。
除了Sub Shader以外，還有Property（弄一些可以在Unity Editor內調節的variables給Shader用）、Tag（定義Shader的一些特性，供GPU參考）和Fallback（如果所有Sub Shade都用了一些GPU不支援的功能的話就轉用另外一個低級的Shader）等。
甚麼是Vertex Shader和Fragment Shader？
在了解這兩種Shader是甚麼之前，建議先了解整個Rendering Pipeline的流程，這樣你會比較清楚他們當中會擔任甚麼工作。在Vertex Shader和Fragment Shader之間其實還隔了很多個步驟，所以不要以為Vertex Shader的output就是Fragment Shader的input。Vertex Shader（頂點著色器）會每個Vertex（即是你的遊戲模型的一點）運行一次。網上經常只說Vertex Shader可以讓你針對Vertex的位置或者Normal做調節，但卻經常說漏了最重要的作用，就是做Matrix transformation，把vertex的coordinates從Model Space（模型空間）轉成Clip Space（修改空間），我稱之為空間轉換。
（Model Space又稱Local Space局部空間或Object Space物件空間）
本來每個Game Object都是獨自一個個體，有自己的coordinates，而這個轉換就是要把這些Game Object都放在同一個世界內。你如果在Shader檔案內有看過類似mul(UNITY_MVP, v.vertex)這樣的語法（Unity建議簡化成UnityObjectToClipPos(v.vertex)），它們就是在做空間轉換。
因此我對Vertex Shader的理解是，主要負責做空間轉換，但你也可以選擇針對vertex再加多一點調節，例如要模擬水面的扭曲效果，就是需要把vertex按一定的規律進行移動。
Fragment Shader（片段著色器）（有人叫Pixel Shader但我覺得不太準確），則是每個Fragment（亦即是可能會畫在螢幕上的一點，但Fragment本身包含了較多資訊，Pixel就真的只是在螢幕上的一個點）運行一次。Fragment Shader主要做的就是利用每一粒Fragment中不同的資訊，決定每一粒Pixel上的顏色。
你可以想像如果你的螢幕大小是1920x1200，那就可能要運行兩百萬次，而為了確保遊戲能保持60fps的速度，一個Fragment Shader需要在最多8.33納秒（nanoseconds，即10的負九次方）內就執行完畢，因此要使用最快的計算方法以及最少的Memory來做Optimization。因此你會用到half和fixed這種比float使用更少Memory的floating point data type，一般會使用2 Bytes但會根據不同GPU硬件而有所不同。
Shader data types:
https://docs.unity3d.com/Manual/SL-DataTypesAndPrecision.html
有時候如果真的做不到更快速計算的話，可以試試以下方法：
- 在某些GPU上停用該Shader（通常會設定該Shader的LOD，即Level of details，當總體LOD低於某個值就會自動停用Shader）
- 調低預設fps（可固定在30或更低）
想自己寫一個Shader
我覺得第一個Shader可以試試自己從頭到尾寫，以了解Shader的結構，不過在之後進行開發的時候多數都是複製一個現成的Shader修改程式碼（現成的無論是自己的還是別人的都可以，只要你大致看得懂），這樣就能省卻許多syntax的問題，專心弄想要的效果。
對於Shader的概念有基本的認識後，想自己動手寫一個Shader試試看的話，我覺得以下的影片是個不錯的入手點：
Shaders 101 - Intro to Shaders
對於Shader的概念有基本的認識後，想自己動手寫一個Shader試試看的話，我覺得以下的影片是個不錯的入手點：
Shaders 101 - Intro to Shaders
Shader難寫嗎？
簡單的Shader很容易寫，但稍微複雜一點的Shader就會難寫很多。主要是因為不同GPU的種類和能力都差很遠，通常好的Shader需要能夠支援不同等級的GPU，於是往往要定義很多Pass或者Fallback來處理GPU不支援的情況。
此外，相比起Unity本身的程式或者其他程式來說，Shader的網上資源很少，討論不多，就連Documentation也是近乎沒有（對於平時非常依賴Documentation的程式員來簡直說是無法想像），想知道一個function在做甚麼往往都只能在一些分散的Tutorial或者社群文章中找到。
Shader因為會涉及許多數學運算，想做到自己想要的效果往往要自己想一條formula出來，如果數學不好的話大概要惡補一下數學了（尤其是Graph和Matrix）。
參考資料
這篇教學很親切地講解了Unity Shader的結構：貓都能學會的Unity3D Shader入門指南（一）、（二）
也可以看看在巴哈的這篇文章，C4Cat的Colin Leung在留言下解答了許多新手常見的問題：
https://home.gamer.com.tw/creationDetail.php?sn=2867450
另外我也在圖書館借過《遊戲大師天堂路：只有Unity Shader才能超越Unity》這本教材，內容由淺入深且相當詳細，也讓我知道了原來Shader可以做的事情比想像中多，不過要注意當中一些專用術語的中文翻譯前後不一，因此個人還是喜歡用回英文術語
