UnityShader快速上手指南（四）
簡介
因爲其餘項目中斷了幾天更新，繼續~~ 這一篇主要是講光照的（包含漫反射和高光以及多光源的處理） 仍是先來看看具體效果（多光源後面單獨展現）
有了基本的光照處理以後愈來愈有立體感了有不有 ╮(╯▽╰)╭
最基本的漫反射
原理
恩~~
此次咱們先來解釋下原理比較好
比較複雜的原理你們就自行百度吧，我這裏來簡單的解釋一下
光照在物體上面，而後將物體表面的顏色一塊兒反射到攝像機中
也就是光-->物體（顏色）-->攝像機
反射出來的亮度則是由物體表面和光線的夾角肯定的（實際上是物體表面的法線和光線的夾角）
好了基本概念就降到這裏，因此咱們須要：html
光（方向和強度），物體的顏色，物體表面的法向量
下面開始看代碼app
代碼
Shader "LT/Lesson4_Lighting"
{
Properties
{
_Color ("Diffuse Color", Color) = (1, 1, 1, 1)
}
SubShader
{
Pass {
Tags { "LightMode" = "ForwardBase" }
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "UnityCG.cginc"
uniform float4 _LightColor0;
uniform float4 _Color;
appdata_base vert ( appdata_base input)
{
float3 normalDirection = normalize( mul(float4(input.normal, 0.0), _World2Object).xyz );
float3 lightDirection;
float attenuation;
if (0.0 == _WorldSpaceLightPos0.w) {
attenuation = 1.0;
lightDirection = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);
} else {
float3 vertexToLightSource = (_WorldSpaceLightPos0 - mul( _Object2World , input.vertex)).xyz;
float distance = length(vertexToLightSource);
attenuation = 1.0 / distance;
lightDirection = normalize(vertexToLightSource);
}
float3 diffuseReflection = float3(_LightColor0.xyz ) * _Color.xyz * max(0.0, dot(normalDirection, lightDirection));
input.texcoord = float4(diffuseReflection, 1.0);
input.vertex = mul(UNITY_MATRIX_MVP, input.vertex );
return input;
}
fixed4 frag (appdata_base input) : COLOR
{
return input.texcoord;
}
ENDCG
}
}
}
代碼一共就50行，並且不少都是熟悉的，好比用appdata_base 中的不用字段來儲存顏色呀，外接漫反射要用的顏色屬性啥的就很少作贅述了
而後這個光照顏色實際上是在lighting.cginc中 ，可是咱們要是用的話，仍是要再次聲明一下，實際上是unity內置的一個外接參數（想一想也知道辣，光照的屬性確定是從unity傳進來的，shader本身確定不知道燈光的信息啊）.net
uniform float4 _LightColor0;
直擊核心代碼翻譯
float3 normalDirection = normalize( mul(float4(input.normal, 0.0), _World2Object).xyz );
// 單位化（有些地方也翻譯成歸一化）物體的法向量
float3 lightDirection;
// 光照方向
float attenuation;
// 光線衰減量
if (0.0 == _WorldSpaceLightPos0.w) {
// _WorldSpaceLightPos0.w = 0 表示這個光是平行光，
// 不是平行光的話這個值爲1，（好比點光源啥的）
attenuation = 1;
// 設置衰減爲1（相似於給個默認值）
lightDirection = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);
// 設置光照方向
} else {
float3 vertexToLightSource = (_WorldSpaceLightPos0 - mul( _Object2World , input.vertex)).xyz;
float distance = length(vertexToLightSource);
// 計算光源和頂點之間的距離
attenuation = 1.0 / distance;
// 經過距離計算衰減（距離越大，衰減越大）
lightDirection = normalize(vertexToLightSource);
// 設置光照方向
}
float3 diffuseReflection = float3(_LightColor0.xyz ) * _Color.xyz * max(0.0, dot(normalDirection, lightDirection));
// 計算漫反射顏色和亮度（就是前面說的，
// 用物體的顏色和光的顏色混合做爲漫反射的顏色，
// 而後法向量和光照的夾角算出光的強度）
恩，而後Pass後面還跟了個Tags { "LightMode" = "ForwardBase" }，放到後面一塊兒解釋code
下面來說高光orm
來一點點高光
原理
仍是先來原理，跟前面同樣，漫反射是360無死角的反射，其實無論攝像機在哪（由於漫反射是360度的嘛，無論攝像機在哪都能反射進去），高光呢就能夠理解成針對攝像機的位置，再反射一次光線（增強一次顏色，能夠本身設定，通常來講是白色，RBG各類顏色混在一塊兒就是白色了撒，固然也可使用燈光顏色讓他本身去混合）
以上是爲了圖方便亂吹的啊，具體複雜的原理仍是自行百度去吧
下面開始看代碼htm
代碼
Shader "LT/Lesson4_Lighting"
{
Properties
{
_Color ("Diffuse Color", Color) = (1, 1, 1, 1)
_SpecColor ("Specular Color", Color) = (1, 1, 1, 1)
_Shininess ("Shininess", Float) = 10
}
SubShader
{
Pass {
Tags { "LightMode" = "ForwardBase" }
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "UnityCG.cginc"
uniform float4 _LightColor0;
uniform float4 _Color;
uniform float4 _SpecColor;
uniform float _Shininess;
appdata_base vert ( appdata_base input)
{
float3 normalDirection = normalize( mul(float4(input.normal, 0.0), _World2Object).xyz );
float3 viewDirection = normalize( (float4(_WorldSpaceCameraPos, 1.0) - mul( _Object2World, input.vertex)).xyz );
float3 lightDirection = normalize( _WorldSpaceLightPos0.xyz );
float attenuation;
if (0.0 == _WorldSpaceLightPos0.w) {
attenuation = 1.0;
lightDirection = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);
} else {
float3 vertexToLightSource = (_WorldSpaceLightPos0 - mul( _Object2World , input.vertex)).xyz;
float distance = length(vertexToLightSource);
attenuation = 1.0 / distance;
lightDirection = normalize(vertexToLightSource);
}
float3 ambientLighting = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz * _Color.xyz;
float3 diffuseReflection = float3(_LightColor0.xyz ) * _Color.xyz * max(0.0, dot(normalDirection, lightDirection));
float3 specularReflection;
if (dot(normalDirection, lightDirection) < 0.0) {
specularReflection = float3(0.0, 0.0, 0.0);
} else {
specularReflection = attenuation * _LightColor0.xyz * _SpecColor.xyz *
pow(max(0.0, dot(reflect(-lightDirection, normalDirection),viewDirection)),
_Shininess);
}
input.texcoord = float4(ambientLighting + diffuseReflection + specularReflection, _Color.w);
input.vertex = mul(UNITY_MATRIX_MVP, input.vertex );
return input;
}
fixed4 frag (appdata_base input) : COLOR
{
return input.texcoord;
}
ENDCG
}
}
}
此次代碼多了10行左右，大部分代碼前面都講了，咱們來直擊沒講過的核心代碼吧~~blog
float3 normalDirection = normalize( mul(float4(input.normal, 0.0), _World2Object).xyz );
float3 viewDirection = normalize( (float4(_WorldSpaceCameraPos, 1.0) - mul( _Object2World, input.vertex)).xyz );
// 單位化攝像機的方向
float3 lightDirection = normalize( _WorldSpaceLightPos0.xyz );
float attenuation;
if (0.0 == _WorldSpaceLightPos0.w) {
attenuation = 1.0;
lightDirection = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);
} else {
float3 vertexToLightSource = (_WorldSpaceLightPos0 - mul( _Object2World , input.vertex)).xyz;
float distance = length(vertexToLightSource);
attenuation = 1.0 / distance;
lightDirection = normalize(vertexToLightSource);
}
float3 ambientLighting = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz * _Color.xyz;
// 計算環境光（其實能夠不要，可是高光都有了，沒環境光太寒蟬了，能夠自行去掉..）
float3 diffuseReflection = float3(_LightColor0.xyz ) * _Color.xyz * max(0.0, dot(normalDirection, lightDirection));
float3 specularReflection;
// 定義高光！
if (dot(normalDirection, lightDirection) < 0.0) {
specularReflection = float3(0.0, 0.0, 0.0);
// 若是光源夾角<0了，說明看不高光了，全0
} else {
specularReflection = attenuation * _LightColor0.xyz * _SpecColor.xyz *
pow(max(0.0, dot(reflect(-lightDirection, normalDirection),viewDirection)),
_Shininess);
// 根據光線顏色，高光顏色，距離衰減，光照角度，法線方向等信息計算高光區域，
// 這些其實都是公式，須要去看看資料吧
}
input.texcoord = float4(ambientLighting + diffuseReflection + specularReflection, _Color.w);
// 將各類顏色加起來賦值給顏色
恩，沒什麼須要過多解釋的了吧，代碼裏面都註釋了
而後下面進入多光源圖片
多光源的簡單處理
試過上面的代碼的童鞋能夠嘗試下，再在場景中增長一個燈光（若是加的是點光源，注意點光源的參數範圍是否能夠照到物體），而後會發現後面增長的光源沒有任何效果，這是爲神馬捏
這裏就要引入咱們前面跳過的一個概念了文檔
Tags { "LightMode" = "ForwardBase" }
這裏的LightMode是與渲染路徑配合使用的
咱們先來科普下unity支持的各類渲染路徑:
看着有四種，其實就三個（好吧，實際上是我只在官方文檔裏面看到三個）
Deferred（延遲渲染，最好的效果），Forward（正向渲染），Vertex（頂點光照，效果最差，默認只有一個光照），還有就是，shader沒有寫專門支持Deferred的就會自動尋找Forward，沒有Forward就尋找Vertex（Vertex是最基本的，若是尚未，就不顯示了，通常是不會發生的，由於你不聲明LightMode模式默認都是支持Vertex的）
因此對應下來有:
Always: Always rendered; no lighting is applied. ForwardBase: Used in Forward rendering, ambient, main directional light, vertex/SH lights and lightmaps are applied. ForwardAdd: Used in Forward rendering; additive per-pixel lights are applied, one pass per light. Deferred: Used in Deferred Shading; renders g-buffer. ShadowCaster: Renders object depth into the shadowmap or a depth texture. PrepassBase: Used in legacy Deferred Lighting, renders normals and specular exponent. PrepassFinal: Used in legacy Deferred Lighting, renders final color by combining textures, lighting and emission. Vertex: Used in legacy Vertex Lit rendering when object is not lightmapped; all vertex lights are applied. VertexLMRGBM: Used in legacy Vertex Lit rendering when object is lightmapped; on platforms where lightmap is RGBM encoded (PC & console). VertexLM: Used in legacy Vertex Lit rendering when object is lightmapped; on platforms where lightmap is double-LDR encoded (mobile platforms).
英文就不翻譯了，還有10分鐘要去吃飯了~~看名字大概就看的出來了
這裏Always（一直渲染），ShadowCaster（產生陰影），ShadowCollector（接受陰影）是獨立於渲染路徑存在的（Unity裏面設置的）
講的有點拼遠了，這裏咱們的ForwardBase只會包含一個光源信息（最重要的的光源），而後在ForwardAdd中再將其餘光源（不那麼重要的光源）渲染出來
因此咱們這裏須要添加一個Pass，像這樣(看後面，多了一個Pass)
Shader "LT/Lesson4_Lighting"
{
Properties
{
_Color ("Diffuse Color", Color) = (1, 1, 1, 1)
_SpecColor ("Specular Color", Color) = (1, 1, 1, 1)
_Shininess ("Shininess", Float) = 10
}
SubShader
{
Pass {
Tags { "LightMode" = "ForwardBase" }
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "UnityCG.cginc"
uniform float4 _LightColor0;
uniform float4 _Color;
uniform float4 _SpecColor;
uniform float _Shininess;
appdata_base vert ( appdata_base input)
{
float3 normalDirection = normalize( mul(float4(input.normal, 0.0), _World2Object).xyz );
float3 viewDirection = normalize( (float4(_WorldSpaceCameraPos, 1.0) - mul( _Object2World, input.vertex)).xyz );
// 單位化攝像機的方向
float3 lightDirection = normalize( _WorldSpaceLightPos0.xyz );
float attenuation;
if (0.0 == _WorldSpaceLightPos0.w) {
attenuation = 1.0;
lightDirection = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);
} else {
float3 vertexToLightSource = (_WorldSpaceLightPos0 - mul( _Object2World , input.vertex)).xyz;
float distance = length(vertexToLightSource);
attenuation = 1.0 / distance;
lightDirection = normalize(vertexToLightSource);
}
float3 ambientLighting = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz * _Color.xyz;
// 計算環境光（其實能夠不要，可是高光都有了，沒環境光太寒蟬了，能夠自行去掉..）
float3 diffuseReflection = float3(_LightColor0.xyz ) * _Color.xyz * max(0.0, dot(normalDirection, lightDirection));
float3 specularReflection;
// 定義高光！
if (dot(normalDirection, lightDirection) < 0.0) {
specularReflection = float3(0.0, 0.0, 0.0);
// 若是光源夾角<0了，說明看不高光了，全0
} else {
specularReflection = attenuation * _LightColor0.xyz * _SpecColor.xyz *
pow(max(0.0, dot(reflect(-lightDirection, normalDirection),viewDirection)),
_Shininess);
// 根據光線顏色，高光顏色，距離衰減，光照角度，法線方向等信息計算高光區域，
// 這些其實都是公式，須要去看看資料吧
}
input.texcoord = float4(ambientLighting + diffuseReflection + specularReflection, _Color.w);
// 將各類顏色加起來賦值給顏色
input.vertex = mul(UNITY_MATRIX_MVP, input.vertex );
return input;
}
fixed4 frag (appdata_base input) : COLOR
{
return input.texcoord;
}
ENDCG
}
Pass {
Tags { "LightMode" = "ForwardAdd" }
Blend One One
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "UnityCG.cginc"
uniform float4 _LightColor0;
uniform float4 _Color;
uniform float4 _SpecColor;
uniform float _Shininess;
appdata_base vert ( appdata_base input)
{
float3 normalDirection = normalize( mul(float4(input.normal, 0.0), _World2Object).xyz );
float3 viewDirection = normalize( (float4(_WorldSpaceCameraPos, 1.0) - mul( _Object2World, input.vertex)).xyz );
float3 lightDirection = normalize( _WorldSpaceLightPos0.xyz );
float attenuation;
if (0.0 == _WorldSpaceLightPos0.w) {
attenuation = 1.0;
lightDirection = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);
} else {
float3 vertexToLightSource = (_WorldSpaceLightPos0 - mul( _Object2World , input.vertex)).xyz;
float distance = length(vertexToLightSource);
attenuation = 1.0 / distance;
lightDirection = normalize(vertexToLightSource);
}
float3 ambientLighting = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz * _Color.xyz;
float3 diffuseReflection = float3(_LightColor0.xyz ) * _Color.xyz * max(0.0, dot(normalDirection, lightDirection));
float3 specularReflection;
if (dot(normalDirection, lightDirection) < 0.0) {
specularReflection = float3(0.0, 0.0, 0.0);
} else {
specularReflection = attenuation * _LightColor0.xyz * _SpecColor.xyz *
pow(max(0.0, dot(reflect(-lightDirection, normalDirection),viewDirection)),
_Shininess);
}
input.texcoord = float4(ambientLighting + diffuseReflection + specularReflection, _Color.w);
input.vertex = mul(UNITY_MATRIX_MVP, input.vertex );
return input;
}
fixed4 frag (appdata_base input) : COLOR
{
return input.texcoord;
}
ENDCG
}
}
}
這裏咱們還啓用了Blend One One
由於其餘光源反射的顏色須要徹底與原來的光照信息混合，因此用1：1混合
來看看效果:
這裏高光的效果很明顯，能夠看到兩個高光點（ 視圖中也能夠看到有兩個光源）
而後使用Tags { "LightMode" = "ForwardAdd" }的好處還能夠適應質量調節（好比Android打包的時候選成Vertex，高於Vertex的Pass就不會執行啥的）
總結
還有兩分鐘吃飯
光照啥的代碼其實很簡單，最主要是理清楚順序，好比先渲染啥後渲染啥，也就是Pass的順序，不光是光照，後續不少效果都須要多個Pass進行疊加啥的
不懂得，歡迎聯繫QQ：821580467
吃飯去咯~~~~
轉載請註明出處 http://blog.csdn.net/ghostwolfliu/article/details/51596911
轉載請註明出處 http://www.cnblogs.com/coldcode/p/5564687.html
相關文章
- 1. UnityShader快速上手指南（一）
- 2. UnityShader快速上手指南（二）
- 3. UnityShader快速上手指南（三）
- 4. Locust快速上手指南
- 5. Docker 快速上手指南
- 6. Redux 快速上手指南
- 7. GitHub快速上手指南
- 8. PyCharm 快速上手指南
- 9. Tellurium快速上手指南
- 10. Keycloak快速上手指南
- 更多相關文章...
- • SQL 指南 - 網站建設指南
- • HTML 指南 - 網站建設指南
- • RxJava操作符（四）Combining
- • 算法總結-雙指針
相關標籤/搜索
每日一句
-
每一个你不满意的现在，都有一个你没有努力的曾经。
歡迎關注本站公眾號,獲取更多信息
相關文章
- 1. UnityShader快速上手指南（一）
- 2. UnityShader快速上手指南（二）
- 3. UnityShader快速上手指南（三）
- 4. Locust快速上手指南
- 5. Docker 快速上手指南
- 6. Redux 快速上手指南
- 7. GitHub快速上手指南
- 8. PyCharm 快速上手指南
- 9. Tellurium快速上手指南
- 10. Keycloak快速上手指南