Unity Shader总结（五）——基础纹理

单张纹理

实践

Shader "Unity Shaders Book/Chapter 7/Single Texture" {
   
	Properties {
   
		_Color ("Color Tint", Color) = (1, 1, 1, 1)
		//white是内置纹理的名字
		_MainTex ("Main Tex", 2D) = "white" {
   }
		_Specular ("Specular", Color) = (1, 1, 1, 1)
		_Gloss ("Gloss", Range(8.0, 256)) = 20
	}
	SubShader {
   		
		Pass {
    
			Tags {
    "LightMode"="ForwardBase" }
		
			CGPROGRAM
			
			#pragma vertex vert
			#pragma fragment frag

			#include "Lighting.cginc"
			
			fixed4 _Color;
			sampler2D _MainTex;
			//ST代表缩放和平移，_MainTex_ST.xy是缩放，_MainTex_ST.zw是平移
			float4 _MainTex_ST;
			fixed4 _Specular;
			float _Gloss;
			
			struct a2v {
   
				float4 vertex : POSITION;
				float3 normal : NORMAL;
				float4 texcoord : TEXCOORD0;
			};
			
			struct v2f {
   
				float4 pos : SV_POSITION;
				float3 worldNormal : TEXCOORD0;
				float3 worldPos : TEXCOORD1;
				float2 uv : TEXCOORD2;
			};
			
			v2f vert(a2v v) {
   
				v2f o;
				o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
				
				o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
				
				o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;
				//对顶点纹理坐标先缩放后平移，下面有内置宏可以替代
				o.uv = v.texcoord.xy * _MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw;
				// Or just call the built-in function
//				o.uv = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex);
				
				return o;
			}
			
			fixed4 frag(v2f i) : SV_Target {
   
				fixed3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);
				fixed3 worldLightDir = normalize(UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos));
				
				// Use the texture to sample the diffuse color
				//对纹理采样，tex2D（需要被采样的纹理，float2类型的纹理坐标），然后乘上color就是反射率
				fixed3 albedo = tex2D(_MainTex, i.uv).rgb * _Color.rgb;
				
				fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz * albedo;
				
				fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * albedo * max(0, dot(worldNormal, worldLightDir));
				
				fixed3 viewDir = normalize(UnityWorldSpaceViewDir(i.worldPos));
				fixed3 halfDir = normalize(worldLightDir + viewDir);
				fixed3 specular = _LightColor0.rgb * _Specular.rgb * pow(max(0, dot(worldNormal, halfDir)), _Gloss);
				
				return fixed4(ambient + diffuse + specular, 1.0);
			}
			
			ENDCG
		}
	} 
	FallBack "Specular"
}

属性

wrap mode:
1.repeat:纹理坐标超过1，舍整数，取小数，导致纹理不断重复；
2.clamp：大于1，就取1，小于0，就取0；

filter mode：当纹理被拉伸时采用哪种滤波模式
1.point：最近邻滤波，采样像素数目只有一个，导致图像有像素风格；
2.Bilinear:找4个邻近像素线性插值混合，导致图像看起来模糊；
3.Trilinear:不使用多级渐远纹理的话和Bilinear效果相同；

凹凸映射

高度纹理

高度图存储强度值，颜色越浅表示该位置的表面越向外凸起，好处时直观，缺点是计算复杂，表面法线是由像素的灰度值计算而得。

法线纹理

法线纹理直接存储表面法线。
法线存储有两种：模型空间和切线空间

	模型空间	切线空间
优点	1.实现简单，更加直观； 2.边角部分的突变更少；	1.自由度更高，可以应用到不同的模型上； 2.可进行uv动画; 3.可以重用法线纹理； 4.可压缩；
缺点	记录的是绝对法线信息，应用到其他模型会发生错误	边角有更多的缝合迹象

实践

两种方法：在切线空间中计算光照或在世界空间下计算

切线空间

Shader "Unity Shaders Book/Chapter 7/Normal Map In Tangent Space" {
   
	Properties {
   
		_Color ("Color Tint", Color) = (1, 1, 1, 1)
		_MainTex ("Main Tex", 2D) = "white" {
   }
		//当没有提供任何法线纹理时，bump对应模型自带的法线信息
		_BumpMap ("Normal Map", 2D) = "bump" {
   }
		//控制凹凸程度，值为0时，该法线纹理不会对模型产生任何影响
		_BumpScale ("Bump Scale", Float) = 1.0
		_Specular ("Specular", Color) = (1, 1, 1, 1)
		_Gloss ("Gloss", Range(8.0, 256)) = 20
	}
	SubShader {
   
		Pass {
    
			Tags {
    "LightMode"="ForwardBase" }
		
			CGPROGRAM
			
			#pragma vertex vert
			#pragma fragment frag
			
			#include "Lighting.cginc