US3S1L5——Phong光照模型

本章代码关键字

UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT    //当光面板的环境光光源选择天空盒或者固定颜色时，通过该变量获取环境光
unity_AmbientSky            //当光面板的环境光光源选择渐变时，通过该变量获取天空环境光
unity_AmbientEquator        //当光面板的环境光光源选择渐变时，通过该变量获取赤道环境光
unity_AmbientGround            //当光面板的环境光光源选择渐变时，通过该变量获取地面环境光

Phong光照模型

Phong光照模型公式：

$$物体表面光照颜色 = 环境光颜色 + 兰伯特光照模型所得颜色 + Phong式高光反射光照模型所得颜色$$

其中：

• 环境光颜色 = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT​（或者：unity_AmbientSky​、unity_AmbientEquator​、unity_AmbientGround​）
• 漫反射光颜色 = 兰伯特光照模型 计算得到的颜色
• 高光反射光颜色 = Phong式高光反射光照模型 计算得到的颜色

两个颜色相加或相乘

我们在学习兰伯特光照模型时了解了两个颜色相乘
它的作用是让两个颜色叠加在一起，用两个颜色的RGBA值各自相乘得到一个新的颜色

而两个颜色相加的作用 同样是让两个颜色叠加在一起
它和两个颜色相乘的区别是：

• 相乘：颜色相乘时，最终颜色会往​**黑色​靠拢**
  计算两个颜色混合时一般用颜色相乘，因为真实世界中 多个颜色颜料混在一起 或者 透明色板叠加叠加在一起 最终会变成黑色

  ​​

• 相加：颜色相加时，最终颜色会往​**白色​靠拢**
  计算光照反射时一般用颜色相加，因为向白色靠拢能带来更亮的感觉，符合混合不同色光的表现

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Unity Shader中的环境光

我们在学习兰伯特和半兰伯特光照模型时
在计算完漫反射光照后，加上了一个环境光变量 UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT​
那么这个环境光变量其实是可以在Unity的光面板中进行设置的

Window——>Rendering——>Lighting
Environment(环境) 页签中的 Environment Lighting(环境光)
这里可以设置环境光来源

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当是 Skybox 和 Color 时，我们可以通过 UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT​ 获取到对应环境光颜色

当是 Gradient（渐变）时，通过以下3个成员可以得到对应的环境光

• ​unity_AmbientSky​（周围的天空环境光）
• ​unity_AmbientEquator​（周围的赤道环境光）
• ​unity_AmbientGround​（周围的地面环境光）

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注意：
这些内置变量都包含在 UnityShaderVariables.cginc​ 中
在编译时，会自动包含该文件，可以不用手动包含

Phong光照模型的来历和原理

来历：
Phong光照模型我们之前提到过，
它是由裴祥风（Bui-Tuong Phong，越南裔美国计算机学家）在1975年时，提出的一种局部光照经验模型

原理：裴祥风认为物体表面反射光线是由三部分组成的，也即：
环境光 + 漫反射光 + 镜面反射光（高光反射光）

Phong光照模型的公式

Phong光照模型公式：

$$物体表面光照颜色 = 环境光颜色 + 兰伯特光照模型所得颜色 + Phong式高光反射光照模型所得颜色$$

其中：

• 环境光颜色 = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT​（或者：unity_AmbientSky​、unity_AmbientEquator​、unity_AmbientGround​）
• 漫反射光颜色 = 兰伯特光照模型 计算得到的颜色
• 高光反射光颜色 = Phong式高光反射光照模型 计算得到的颜色

Phong式高光反射模型的实现

• 逐顶点光照
• 逐片元光照

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