《Unity Shader入门精要》自学笔记（七）第九章 更复杂的光照 ——光照衰减

帧调试器FrameDebugger

又是一个好玩的小玩具好用的小工具呢！
可以通过Window → Analysis → Frame Debugger打开
然后点击左上角的Enable，就可以查看了

点击1打开或关闭Frame Debugger
滑动2一步一步查看渲染过程
点击3切换显示渲染效果和shader中的属性值（对于纹理，可以ctr + 鼠标左键查看大图）
点击4查看每个步骤的状态

目前只要知道这些就可以了，Frame Debugger的更多玩法详情见Unity User Manual (2019.4 LTS)Graphics Optimizing graphics performanceFrame Debugger

Unity中的光源

Unity中光源的属性

Light组件中的3个属性

1. 颜色（Color）
2. 强度（Intensity）
3. 衰减（Attenuation）：Unity光源的Inspector面板中，使用该光源可以照亮的半径Range来表示

以及Transform组件中的两个属性

1. 位置（Position）：与衰减、强度参数一起计算到达顶点的光照强度
2. 方向（Direction）：与到达顶点的光照强度、光照颜色等属性计算顶点接受的光照

上面的5个属性用一个可以调节亮度的手电筒来理解就再简单不过了：

1. 颜色：手电筒的灯泡可以是白色，也可以是浅蓝色，还可以是骚气的绿色，它们打在物体上（比如白色的墙面）会有不同的效果
2. 强度：手电筒可以调节不同的亮度档次，光打在物体上的效果也会不一样
3. 衰减&位置：拿着手电筒靠近或远离物体，光打在物体上的效果也会不一样
4. 方向：向左或右迈一大步，但手电筒还是打在之前的位置上，相当于改变了光照的方向，效果也会不一样

Unity中的4种光源类型

1. 平行光（Directional Light）
   最简单粗暴的光源：对所有点的方向、强度都一样，不受位置、衰减参数的影响
   举例：太阳
   影响属性：颜色、强度、角度
2. 点光源（Point Light）
   由空间球体定义，由一个点发出的、向所有方向延伸的光，不受角度属性影响
   举例：蜡烛、星星点点的装饰灯
   影响属性：颜色、强度、衰减（Inspector中，使用该光源可以照亮的区域的半径Range来表示）、位置
3. 聚光灯（Spot Light）
   在点光源的基础上，限制了光线发出的方向范围为一个锥形区域，需要额外计算来判断一个点是否在锥形区域内（是否被照亮）
   举例：手电筒、舞台聚光灯
   影响属性：颜色、强度、衰减、位置、方向、锥形区域打开的角度（Spot Angle）
4. 面光源（Area Light）
   烘焙光源：只在烘焙时有效

在Unity的前向渲染中获得光源的属性

准备工作

SubShader{
   
	Tags{
   "RenderType" = "Opaque"}

	Pass{
   
		Tags{
   "LightMode" = "ForwardBase"} // ForwardBase Pass

		CGPROGRAM
		#pragma multi_compile_fwdbase // 正确赋值一些内置变量			
		#pragma vertex vert
		#pragma fragment frag
		#include "Lighting.cginc"
		// ...
		ENDCG
	}

	Pass{
   
		Tags{
   "LightMode" = "ForwardAdd"} // ForwardAdd Pass
		Blend One One // 注意开启混合，否则之前的渲染结果会被覆盖
		
		CGPROGRAM
		#pragma multi_compile_fwdadd // 正确赋值一些内置变量
		#pragma vertex vert
		#pragma fragment frag
		#include "Lighting.cginc"
		#include "AutoLight.cginc"
		// ...
		ENDCG
	}
	FallBack "Specular"
}

接下来看之前最常用到的平行光，在ForwardBase Pass中片元着色器的代码

fixed4 frag(v2f i) : SV_Target {
   
	// 方向（平行光位置参数无效，_WorldSpaceLightPos0.w = 0，_WorldSpaceLightPos0.xyz中存储rotation）
	fixed3 worldLightDir = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);
	fixed3 worldNormal =