高光反射光照模型—

高光反射光照模型——逐顶点光照

作者：追风剑情发布于：2016-9-13 23:33 分类：Shader

函数: reflect(i, n)
参数: i, 入射方向；n, 法线方向。可以是float、float2、float3等类型。
描述: 当给定入射方向i和法线方向n时，reflect函数可以返回反射方向。

Shader代码

Shader "Custom/Chapter6-SpecularVertexLevel" {
	Properties {
		//漫反射颜色
		_Diffuse ("Diffuse", Color) = (1, 1, 1, 1)
		//高光反射系数,用于控制材质的高光反射颜色
		_Specular ("Specular", Color) = (1, 1, 1, 1)
		//光泽度(反射度)，用于控制高光区域的大小,值越大，亮点越小
		_Gloss ("Gloss", Range(8.0, 256)) = 20
	}
	SubShader {
		Pass {
			//只有定义了正确的LightMode才能得到一些Unity的内置光照变量，例如_LightColor0
			Tags { "LightMode"="ForwardBase" }
			
			CGPROGRAM
			#pragma vertex vert
			#pragma fragment frag
			#include "UnityCG.cginc"
			#include "Lighting.cginc"
			
			fixed4 _Diffuse;
			fixed4 _Specular;
			float _Gloss;
			
			struct a2v {
				float4 vertex : POSITION;
				float3 normal : NORMAL;
			};
			
			struct v2f {
				float4 pos : SV_POSITION;
				fixed3 color : COLOR;
			};
			
			v2f vert(a2v v) {
				v2f o;
				//========================漫反射代码=========================
				//把顶点位置从模型空间转换到裁剪空间
				o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
				//得到环境光
				fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz;
				//把顶点法线从模型空间转换到世界空间
				//_World2Object: 顶点变换矩阵的逆转置矩阵,这里取矩阵的前三行前三列。
				fixed3 worldNormal = normalize(mul(v.normal, (float3x3)_World2Object));
				//光源方向
				//这种获取方式只适合场景中只有一个平行光的情况
				fixed3 worldLightDir = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);
				//漫反射公式
				//_LightColor0: 光源的颜色和强度信息(注意,想要得到正确的值需要定义合适的LightMode标签)
				//_Diffuse: 材质的漫反射系数
				//saturate(x): 把x截取在[0,1]范围内，如果x是个矢量，那么会对它的每一个分量进行这样的操作。
				fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * _Diffuse.rgb * saturate(dot(worldNormal, worldLightDir));
				//============================End============================
				
				//========================高光反射代码=========================
				//通过入射光矢量与模型法线计算出反射光矢量
				fixed3 reflectDir = normalize(reflect(-worldLightDir, worldNormal));
				//计算视角方向
				//_WorldSpaceCameraPos: 世界空间中的摄像机位置
				//_Object2World: 模型空间到世界空间的转换矩阵
				//视角方向 = 摄像机位置 - 模型顶点在世界空间中的位置
				fixed3 viewDir = normalize(_WorldSpaceCameraPos.xyz - mul(_Object2World, v.vertex).xyz);
				//_LightColor0: 入射光线的颜色和强度
				//_Specular: 高光反射系数
				//_Gloss: 材质的光泽度(反光度),值越大，亮点越小。
				//reflectDir: 反射光方向
				//viewDir: 视角方向
				fixed3 specular = _LightColor0.rgb*_Specular.rgb*pow(saturate(dot(reflectDir, viewDir)), _Gloss);
				//最终颜色
				o.color = ambient + diffuse + specular;
				//============================End============================
				
				return o;
			}
			
			fixed4 frag(v2f i) : COLOR
			{
				return fixed4(i.color, 1.0);
			}
			
			//Unity5.x中的语义需要用SV_Target
			//fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
			//{
			//	return fixed4(i.color, 1.0);
			//}
			ENDCG
		}
	} 
	FallBack "Diffuse"
}