凹凸映射Bump_Mapping

凹凸映射

所谓凹凸映射（Bump Mapping）就是通过一张纹理贴图来轻微的修改模型表面的法线，让它可以为模型提供更多的细节

Shader "QStudyShader/Bump Mapping"
{
	Properties
	{
		_MainTex("Texture", 2D) = "white" {}
		_BaseColor("BaseColor",Color) = (1.0,1.0,1.0,1.0)
		_BumpTex("Bump Texture",2D) = "bump"{}
		_BumpScale("Bump Scale",Float) = 1.0
	}
	SubShader{
		
		//在切线空间中计算光照
		Pass{
			Tags{ "LightModel" = "ForwardBase"}
			CGPROGRAM
			#include "Lighting.cginc"
			#pragma vertex Vertex
			#pragma fragment Fragment
			struct a2v {
				float4 vertex : POSITION;
				float3 normal : NORMAL;
				float4 texcoord : TEXCOORD0;
				//需要注意的是tangent虽然也是法线 但是它是float4类型变量 多了一个w分量 代表的是副切线方向
				float4 tangent : TANGENT;
			};
			struct v2f {
				float4 pos : SV_POSITION;
				float2 uv : TEXCOORD0;
				float3 lightDir : TEXCOORD1;
			};
			sampler2D _MainTex;
			sampler2D _BumpTex;
			fixed4 _BaseColor;
			float _BumpScale;
			v2f Vertex(a2v v) {
				v2f o;
				o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
				o.uv = v.texcoord;
				//法线
				fixed3 worldNormal = normalize(v.normal);
				//切线
				fixed3 tangent = normalize(v.tangent.xyz);
				//副切线
				float3 binomal = cross(worldNormal,tangent);
				//模型到切线空间变换矩阵
				float3x3 _2tangentSpace = float3x3(tangent, binomal, worldNormal);
				//float3 ObjSpaceViewDir(float4 v)模型空间从这个点到摄像机的观察方向 =>光源方向变换到切线空间
				o.lightDir = mul(_2tangentSpace, ObjSpaceViewDir(v.vertex).xyz);
				return o;
			}
			fixed4 Fragment(v2f i) : SV_TARGET{
				fixed3 tangentLightDir = normalize(i.lightDir);
				//对法线纹理进行采样
				fixed4 packedNormal = tex2D(_BumpTex, i.uv);
				//所谓凹凸映射（Bump Mapping）就是通过一张纹理贴图来轻微的修改模型表面的法线，让它可以为模型提供更多的细节
				//使用法线纹理中的法线来代替模型中的法线进行光照计算 
				fixed3 tangentNormal;
				//一个法线的分量范围是[-1,1]，然而一个纹理只能储存[0,1]的值，所以需要做一个映射 （+1）/2 
				//所以在Shader中进行采样后需要进行一个反映射 * 2 - 1
				tangentNormal.xy = (packedNormal.xy * 2 - 1) * _BumpScale;

				tangentNormal.z = sqrt(1-saturate(dot(tangentNormal.xy,tangentNormal.xy)));

				fixed3 albedo = tex2D(_MainTex,i.uv).xyz * _BaseColor.xyz;
				fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz * albedo;
				fixed3 diffuse = _LightColor0.xyz * albedo * saturate(dot(tangentLightDir,tangentNormal));
				return fixed4(diffuse + ambient,1.0);
			}
			ENDCG
		}
	}
}