US3S2L9——渐变纹理基础实现

渐变纹理基础Shader实现

Shader 属性相关

  • 漫反射颜色
  • 渐变纹理
  • 高光反射颜色
  • 光泽度
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Properties
{
    _MainColor("MainColor", Color) = (1, 1, 1, 1)
    _RampTex("RampTex", 2D) = ""{}
    _SpecularColor("SpecularColor", Color) = (1, 1, 1, 1)
    _SpecularNum("SpecularNum", Range(8, 256)) = 18;
}

结构体相关

  • 顶点着色器中传入：

    可以使用 UnityCG.cginc​ 中的 appdata_base​，其中包含了我们需要的顶点、法线相关数据

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    // UnityCG.cginc​内定义，无需自己再定义
    struct appdata_base {
        float4 vertex : POSITION;            //模型空间中的顶点位置
        float3 normal : NORMAL;                //顶点法线
        float4 texcoord : TEXCOORD0;        //第一组纹理坐标
        UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID
    };

  • 片元着色器中传入：

    自定义一个结构体，其中包含 裁剪空间下坐标、世界空间下顶点坐标、世界空间下法线方向

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    struct v2f
    {
        float4 pos: SV_POSITION;        //裁剪空间下坐标
        float3 worldPos: TEXCOORD0;     //世界空间下顶点坐标
        float3 worldNormal: TEXCOORD1;  //世界空间下法线方向
    };

顶点着色器回调函数内容

  1. 顶点坐标模型转裁剪
  2. 顶点坐标模型转世界
  3. 法线从模型转世界
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// appdata_base 是 UnityCG.cginc 内定义，无需自己再定义
struct appdata_base {
    float4 vertex : POSITION;            //模型空间中的顶点位置
    float3 normal : NORMAL;                //顶点法线
    float4 texcoord : TEXCOORD0;        //第一组纹理坐标
    UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID
};

struct v2f
{
    float4 pos: SV_POSITION;        //裁剪空间下坐标
    float3 worldPos: TEXCOORD0;     //世界空间下顶点坐标
    float3 worldNormal: TEXCOORD1;  //世界空间下法线方向
};

v2f vert (appdata_base v)
{
    v2f data;
    data.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
    data.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex);
    data.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
    return data;
}

这里并不需要去计算 uv 坐标，因为渐变纹理的 uv 坐标是通过半兰伯特光照模型的后半部分得到的

片元着色器回调函数内容

  1. 计算光的方向

  2. 计算半兰伯特光照后半部分公式值

    halfLambertNum=(标准化后物体表面法线向量→⋅标准化后光源方向向量→)×0.5+0.5halfLambertNum = (\overrightarrow{标准化后物体表面法线向量} \cdot \overrightarrow{标准化后光源方向向量}) \times 0.5 + 0.5

  3. 利用该值从渐变纹理中取出对应颜色，参与漫反射光照计算 得出漫反射颜色

    Color渐变纹理=tex2D(halfLambertNum,halfLambertNum)diffuseColor=Color光源×Color材质的漫反射×Color渐变纹理Color_{渐变纹理} = tex2D(halfLambertNum, halfLambertNum )\\ diffuseColor = Color_{光源} \times Color_{材质的漫反射} \times Color_{渐变纹理}

  4. 计算Blinn Phong光照模型，其中的漫反射光照颜色使用上一步计算出来的颜色

显示效果：

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