Shader学习光照模型

Shader "Custom/05-frament Vertex" 
{
	   Properties
	   {
		 _Diffuse("DiffuseColor",Color)=(1,1,1,1)
	   }
	   SubShader
	   {
	   
		  pass
		  {
			  Tags{"LightMode"="ForwardBase"}
			  CGPROGRAM
			  #include "Lighting.cginc" //引入灯 的库    
			  #pragma fragment frag
			  #pragma vertex vert
			  float4  _Diffuse; //使用属性 需要在这里再声明
		 
			  struct a2v
			  {
				 float4 vertex:POSITION;
				 float3 normal:NORMAL;
			  };

			  struct v2f
			  {
				float3 NormalDir:COLOR;
				float4 position:SV_POSITION;
			  };

			  v2f vert(a2v v)
			  {
				    v2f f;
					f.position=mul(UNITY_MATRIX_MVP,v.vertex);
			  		f.NormalDir= mul(v.normal,(float3x3)_World2Object);
//从模型坐标转到世界坐标
			  		return f;
			  }
//逐像素 光照
			  float4 frag(v2f f):SV_TARGET
			  {	
				   float3 LightDir=normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);
				   float3 NormalDir=normalize(f.NormalDir);
				   float3 Ambient=UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.rgb;
				   float3 diffuse=_LightColor0.rgb*max(0,dot(NormalDir,LightDir))*_Diffuse.rgb;
				   float3 newColor=Ambient+diffuse;//环境光+漫反射
				   return float4(newColor,1);
			  }
			  
			  
			  ENDCG
		  }
	   }

	   Fallback "VertexLit"
}

漫反射光照计算公式：直线光颜色*cos夹角（光与法线的夹角）;

向量积叉积计算公式： axb = |a|*|b|*sinθ

点积：a.b=|a|*|b|*cosθ ;

cosθ=光方向*法线方向。

当夹角>90° 时，就是背光，cos>90°都是小于0的（90°~270°）

公式又可以推出 diffuse=直线光颜色*max(0,cos（直线光方向，法线方向）)；

只有定义了正确的LightMode才能得到一些Unity的内置光照 #include Lighting.cginc； Tags={"LightMode"="ForwardBase"}向前的光计算方式。

环境光可以通过 UNITY_LIGHTMODE_AMBIENT 获取。它在Unity Window下的Lighting中Ambient Source 就是环境光源的意思。

物体的光照计算可以是它的漫反射加上环境光

上面的光照计算也叫兰伯特光照模型

缺点就是 >90的地方都是黑的看不到模式的细节

float3 LightDir=normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);
               float3 NormalDir=normalize(f.NormalDir);
               float3 Ambient=UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.rgb;
               float3 diffuse=_LightColor0.rgb*max(0,dot(NormalDir,LightDir))*_Diffuse.rgb;

放在frag中对每个像素着色

在Vert中对每个定点着色

当定点法线位于迎光面的时候，它的法线跟光的夹角是最小的时候，取得的值最大。

改善方法就是用半兰伯特光照模型

diffuse=直射光颜色*cosθ*0.5 +0.5；

Shader学习光照模型

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