【unity shader】《unity shader入门精要》 光照模型

时间:2022-02-03 10:23:30

unity shader中的漫反射+高光反射光照模型


光照模型是shader的核心,它描述了光线同物体的交互方式。
对于非透明物体,光照模型一般包含两部分:漫反射和高光反射。

一个常见的包含漫反射光照模型的shader程序如下:

Shader "Unity Shaders Book/Chapter 6/Diffuse Pixel-Level" {
Properties {
_Diffuse ("Diffuse", Color) = (1, 1, 1, 1)
}
SubShader {
Pass {
Tags { "LightMode"="ForwardBase" }

CGPROGRAM

#pragma vertex vert
#pragma fragment frag

#include "Lighting.cginc" //预设光照文件

fixed4 _Diffuse;

struct a2v {
float4 vertex : POSITION;
float3 normal : NORMAL;
};

struct v2f {
float4 pos : SV_POSITION;
float3 worldNormal : TEXCOORD0;
};

v2f vert(a2v v) {
v2f o;
// Transform the vertex from object space to projection space
o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);

// Transform the normal fram object space to world space
o.worldNormal = mul(v.normal, (float3x3)_World2Object);

return o;
}

fixed4 frag(v2f i) : SV_Target {
// Get ambient term
fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz;

// Get the normal in world space
fixed3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);
// Get the light direction in world space
fixed3 worldLightDir = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);

// Compute diffuse term 反射光颜色的计算是用光源颜色*物体表面的反射系数,即_Diffuse
fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * _Diffuse.rgb * saturate(dot(worldNormal, worldLightDir));

fixed3 color = ambient + diffuse;

return fixed4(color, 1.0);
}

ENDCG
}
}
FallBack "Diffuse"
}

以上漫反射光照模型也成为Lambert模型。这是一个经验公式,并非基于物理定律。因为能够很好地模拟真实光照而被广泛应用。
实际应用中,很多shader程序员似乎并不严格遵守这一模型,而会根据自身需要对它进行改进。可能是因为在shader世界中,如果它看上去是对的,那它就是对的吧。