Unity Shader学习7：环境光镜面反射 - Fresnel、MatCap、Cubemap

  效果展示：

一、Fresnel

菲涅尔效应之前有介绍过，视角方向与法线方向的夹角越小，反射效果弱，能直接看到水里；夹角越大，反射越强，看不到水底。

1. 视角方向与法线方向点乘，球体边缘值为0，背后全为负数，正面看不到也不需要特意处理；
2. 用one minus将黑白关系颠倒；
3. 添加一个power设置区域。

                     

总结一下公式为：

---

二、MatCap  （Material Capture）

据说在pbr出来之前就是用的matcap，简单高效，效果也出奇得好

用到的纹理也非常方便，直接拿一个球形的纹理图片就能用，例如下图我所用到的环境贴图为：

做出的效果：

1.  将法线贴图从切线空间转换到观察空间，因为这是镜面反射，每个像素的颜色都会随着视角的变化而变化。
        切线空间：以物体的表面为基准
        观察空间：以摄像机位置为参考

2. 将R、G通道作为UV，对Matcap贴图（材质球图）作采样
法线贴图的R通道对应的是水平方向，G通道对应的是垂直方向，以他们作为uv轴来采样matcap贴图。

可以再适当添加菲尼尔，但要注意，Fresnel节点的num输入节点要传入的是世界坐标下的法线贴图。

---

三、 Cubemap

两者区别？

cubemap和matcap都是可以用于模拟环境光的镜面反射的，matcap能快速出效果，但是更适用于静态的物体；而cubemap性能消耗会大些，但是它能动态模拟出360°的环境效果。

1. 制作全景Cube
        先找到一张全景图，在PS中将图像大小设为方形，模式为8位/通道A，导出为tga格式

           ===>  

        之后在Unity中将属性的Texture Shape改为Cube，就能将其从2维改为cube，作为后续的cubemap。

        

2. 通过视角方向（的反方向）在物体表面的反射，采样cube
        在shaderforge中默认视角方向是指向眼睛的，但因为我们需要从我们的眼睛射出去的光线在物体表面的反射，所以需要获取其反方向。
        法线贴图和前面同理，映射到世界空间。反射后进行采样，用的是专门的cubemap结点。

3. 稍微加个菲尼尔：