图形学入门---实现漫反射Diffuse shader2

最新推荐文章于 2024-03-08 22:43:56 发布

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本文详细探讨了Unity中自定义Shader遇到的光照问题，包括旋转后的光照不正确、非等比缩放导致的着色差异等问题，并提供了具体的解决方案。通过调整法向量和光源向量的坐标空间，确保光照计算的准确性。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1、发现自定义的shader，当旋转过后，原来的暗面依旧是暗面，没有随着旋转被光照射到

原因：某一顶点的法向量和光向量一直不变

解决办法：

点积的两个向量必须处于同一个坐标空间

①让法向量也在世界坐标中做一个旋转，然后再计算点积，采用的是世界空间坐标系

②不去改变法向量，让法向量处在物体的坐标空间，但是需要把指向光的向量放在模型空间当中，再来计算

2、将法向量旋转到物体的坐标空间，旋转后，自定义的着色器是正常的，和默认的一致

Shader "Custom/s_diffuse" {


	SubShader{
		pass {

		//支持顶点光照
		tags{"LightMode" = "ForwardBase"}

		CGPROGRAM
		#pragma vertex vert
		#pragma fragment frag
		#include "unitycg.cginc"
		#include "lighting.cginc"

			struct v2f {
			float4 pos:POSITION;
			fixed4 color : COLOR;
		};

		v2f vert(appdata_base v) {
			v2f o;
			o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP,v.vertex);
			//o.color = fixed4(0,0,1,1);

			float3 N = normalize(v.normal);
			//世界空间中光源的位置
			float3 L = normalize(_WorldSpaceLightPos0);
			//将法向量旋转到模型空间中
			L = mul(_World2Object,float4(L,0)).xyz;

			//saturate将点积的值限定在0到1之间
			float ndotl = saturate(dot(N, L));
			//_LightCColor0:光源颜色
			o.color = _LightColor0*ndotl;

			return o;
		}


		fixed4 frag(v2f IN) :COLOR{
			//环境光照
			return IN.color+UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT;
		}
			ENDCG
	}
	}

}

3、将物体的坐标由物体改到世界中

4、非等比例的缩放（将物体的x、y、z值进行不等比的缩放）引起的自定义shader与默认的shader着色效果不一样

对于非等比的缩放，将物体的法向量转到世界坐标的做法是错误的，得不到一个正确的结果。应该用一个物体的模型到世界的矩阵的逆矩阵，才能得到一个正确的变换。

逆矩阵就是将矩阵放在后面

Shader "Custom/s_diffuse" {


	SubShader{
		pass {

		//支持顶点光照
		tags{"LightMode" = "ForwardBase"}

		CGPROGRAM
		#pragma vertex vert
		#pragma fragment frag
		#include "unitycg.cginc"
		#include "lighting.cginc"

			struct v2f {
			float4 pos:POSITION;
			fixed4 color : COLOR;
		};

		v2f vert(appdata_base v) {
			v2f o;
			o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP,v.vertex);
			//o.color = fixed4(0,0,1,1);

			float3 N = normalize(v.normal);
			//世界空间中光源的位置
			float3 L = normalize(_WorldSpaceLightPos0);
			//将法向量旋转到模型空间中
			//L = mul(_World2Object,float4(L,0)).xyz;

			//物体到世界的坐标
			//将_Object2World房子后面，就可以得到逆矩阵的转置矩阵的乘法
			N = mul(float4(N,0), _Object2World).xyz;
			//对法向量进行规范化
			N = normalize(N);
			//saturate将点积的值限定在0到1之间
			float ndotl = saturate(dot(N, L));
			//_LightCColor0:光源颜色
			o.color = _LightColor0*ndotl;

			return o;
		}


		fixed4 frag(v2f IN) :COLOR{
			//环境光照
			return IN.color+UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT;
		}
			ENDCG
	}
	}

}