U3D Shader Forward Path光源存储信息

1.Forward Add要和Forward Base一起使用。

Tags{ "LightMode"="ForwardBase"}

Tags{ "LightMode"="ForwardAdd"}

否则Forward Add在任何渲染路径下都不被渲染。

2.Vertex list渲染路径下，Forward的Shader，都不会被渲染出来。在向前或延后渲染路径下，Forward 的Shader，都会被渲染出来（尽管是自定义的vertex/fragment forward shader，应该在延后渲染下有延后的材质就用延后渲染路径，否则采用的向前/vertex光照shader）。因为渲染路径如同小路国道高速路，shader的光照渲染模式类似摩托车小车大车，大路可以容纳各种车，小路只能容纳小车。

3.ForwardAdd是向前渲染路径下，多于一个的pixel光源会执行该pass,也就是说n个pixel光源，ForwardAdd会被执行n-1次。

4.灯光有pixel类型，vertex类型，对应Render Mode important 和非important的设置。

在Editor\Data\CGIncludes\UnityCG.cginc中有响应的说明。

一、光源

float4 _WorldSpaceLightPos0; // 表示光源的位置，_WorldSpaceLightPos0.w == 0是平行光。否则是点光源。

float4 _LightColor0; // 表示光源的颜色。

摄像机Forward 和 Deferred模式下：

在Forward Path渲染路径下，只有含有pixel平行光（important）下_WorldSpaceLightPos0和_LightColor0才有数据。没有pixel 平行光，但有pixel点光源下WorldSpaceLightPos0有数据，_LightColor0没有数据。

二、点光源存储，三个float4向量，表示4个点光源的x,y,z坐标。

float4 unity_4LightPosX0; // 存放（x0, x1, x2, x3）

float4 unity_4LightPosY0; // 存放（y0, y1, y2, y3）

float4 unity_4LightPosZ0; // 存放（z0, z1, z2, z3）

响应的：

float4 unity_4LightAtten0 表示这4个点光源的衰减系数。

float4 unity_4LightColor[4] 表示这4个点光源的颜色。

摄像机Forward 和 Deferred模式下：

在只有ForwardBase情况下，ForwardBasePass内的unity_4LightPos[XYZ]0和unity_4LightColor只含有点光源信息（可以是pixel的点光源且排名会更靠前）。

在有ForwardAdd情况下，ForwardBasePass内的unity_4LightPos[XYZ]0和unity_4LightColor只含有vertex点光源信息（不能有pixel的点光源）。且unity_4LightPos[XYZ]0内都是世界坐标系中的位置。

在ForwardAddPass内,只有两个以上的Pixel光源(important)情况下，才会执行；在该情况下unity_4LightPos[XYZ]0中拿不到数据。

三、通用光源信息存储

float4 unity_4LightPosition[4] 表示这4个点光源的的位置或平行光的方向向量（w = 0是平行光）。

float4 unity_4LightColor[4] 表示这4个光源的颜色。

float4 unity_4LightAtten[4] 表示这4个光源的衰减。

在ForwardBasePass和ForwardAddPass内都不包含有效数据。

四、总结：

在Forward渲染路径下，对于Vertex光源，可以简单使用Shade4PointLights 函数在ForwardBase中计算光照（当然使用 unity_4LightPos[XYZ]0和unity_4LightColor也可以，只是不包含平行光 ）。对于Pixel光源，在BasePass和ForwardPass中都是使用_WorldSpaceLightPos0和_LightColor0来计算光照。

float3 Shade4PointLights (

float4 lightPosX, float4 lightPosY, float4 lightPosZ,

float3 lightColor0, float3 lightColor1, float3 lightColor2, float3 lightColor3,

float4 lightAttenSq,

float3 pos, float3 normal)

{

// to light vectors

float4 toLightX = lightPosX - pos.x;

float4 toLightY = lightPosY - pos.y;

float4 toLightZ = lightPosZ - pos.z;

// squared lengths

float4 lengthSq = 0;

lengthSq += toLightX * toLightX;

lengthSq += toLightY * toLightY;

lengthSq += toLightZ * toLightZ;

// NdotL

float4 ndotl = 0;

ndotl += toLightX * normal.x;

ndotl += toLightY * normal.y;

ndotl += toLightZ * normal.z;

// correct NdotL

float4 corr = rsqrt(lengthSq);

ndotl = max (float4(0,0,0,0), ndotl * corr);

// attenuation

float4 atten = 1.0 / (1.0 + lengthSq * lightAttenSq);

float4 diff = ndotl * atten;

// final color

float3 col = 0;

col += lightColor0 * diff.x;

col += lightColor1 * diff.y;

col += lightColor2 * diff.z;

col += lightColor3 * diff.w;

return col;

}

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