Shader 学习笔记(7) 基本光照模型中高光反射

最新推荐文章于 2025-02-04 23:46:22 发布

拔箭四顾心茫然

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分类专栏： Shader

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这篇博客深入探讨了Shader中的基本光照模型，特别是关于高光反射的部分。通过数学公式详细解释了如何计算高光反射效果，为理解和实现更真实的3D图形渲染提供了基础。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

公式

             CGPROGRAM
              #pragma vertex vert
              #pragma fragment frag
              #include "Lighting.cginc"
              fixed4 _Diffuse;
              fixed4 _Specular;
              float _Gloss;
              struct a2v{
                  float4 vertex:POSITION;
                  float3 normal:NORMAL;
                  float3 color :COLOR;
              };
              struct v2f{
                  float4 pos:SV_POSITION;
                  fixed3 worldNormal:COLOR0;
                  fixed3 color:COLOR1;
                  fixed3 worldPosition:COLOR2;       //声明世界坐标
              };
              v2f vert(a2v v){
                 v2f o;
                 o.pos=UnityObjectToClipPos(v.vertex);      
                 o.worldNormal=mul(v.normal,(float3x3)unity_WorldToObject);
                 o.worldPosition=mul(unity_ObjectToWorld,v.vertex);//得到物体的世界坐标
                 o.color=fixed3(1,0,0);
                 return o;
              }
              fixed4 frag(v2f i):SV_Target{
              fixed3 ambient=UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz;
               fixed3 worldNormal=normalize(i.worldNormal);
               fixed3 worldLight=normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);
               fixed halfLambert=dot(worldNormal,worldLight)*0.5+0.5;
               fixed3 diffuse=_LightColor0.rgb*_Diffuse.rgb*halfLambert;

               fixed3 reflectDir=normalize(reflect(-worldLight,worldNormal));//见上图,reflect(i,n)

               fixed3 viewDir=normalize(_WorldSpaceCameraPos.xyz-i.worldPosition.xyz);//摄像机的世界坐标减去物体的世界坐标,得到一个向
               量然后归一化既得到了摄像机朝向.
               fixed3 specular=_LightColor0.rgb*_Specular.rgb*pow(saturate(dot(reflectDir,viewDir)),_Gloss);
               fixed3 color =ambient+diffuse+specular;
                  return fixed4(color,1.0);
              }
              ENDCG

用unity内置函数重写了shader

// Upgrade NOTE: replaced '_Object2World' with 'unity_ObjectToWorld'

Shader"wx/Single Texture"{
Properties{
_Color("Color Tint",Color)=(1,1,1,1)
_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;
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;
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));
fixed3 albedo=tex2D(_MainTex,i.uv).rgb*_Color.rgb;
fixed3 diffuse=_LightColor0.rgb*albedo*max(0,dot(worldNormal,worldLightDir));
fixed3 viewDir=normalize(UnityWorldSpaceViewDir(i.worldPos));
fixed3 halfDir=normalize(worldLightDir+viewDir);
fixed3 specular =_Specular.rgb*pow(max(0,dot(worldNormal,halfDir)),_Gloss);
return fixed4 (diffuse+specular,1.0);

}
ENDCG
}

}
Fallback "Specular"
}