Unity3d中BlinnPhong光照模型注解

拼搏现实的明天。 2022-08-20 05:07 190阅读 0赞

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版本：0.1  
最后修改：2012\-08\-10  
撰写：李现民  
  
Unity3D中主要用到的shader(着色器)有三种，除了常规的vertex shader与fragment shader外，还有一类称为surface shader。Unity3D自带文档中关于surface shader的介绍非常少，除了有一些示例外，surface shader的结构定义，调用时机，参数的含义都被略了，对我等初学者而言，这无疑加大了学习难度。  
  
前两天在网上查相关资料时，偶然发现了一篇文章，从里面提到的代码框架看，surface shader的主方法原来是在fragment shader中调用的，使用一个inout类型SurfaceOutput参数。  
 [http://aras\-p.info/blog/2010/07/16/surface\-shaders\-one\-year\-later/][http_aras_-p.info_blog_2010_07_16_surface_-shaders_-one_-year_-later]   
  
下面着重分析一下surface shader中是如何使用BlinnPhong光照模型的，为以后写代码做铺垫。源文件取自Unity3D官网下载的builtin\_shaders, 源文件名为Normal\-Glossy.shader，描述了最基本的镜面反射是如何设计的  
  
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Shader  " Specular "   
\{   
 Properties   
 \{   
 //  主色调，用于定义物体的基色   
  \_Color ( " Main Color " , Color) = ( 1 , 1 , 1 , 1 )  
 //  高光颜色，如果使用BlinnPhong光照模型，则定义高光时必须命名为\_SpecColor，并且，只有变量定义，在surface shader中看不到是在哪里使用的，使用该变量的地方被隐藏了   
  \_SpecColor ( " Specular Color " , Color) = ( 0.5 ,  0.5 ,  0.5 ,  1 )  
 //  材质的光泽度，反映物体表面的光泽程度，又叫高光指数，定义范围(0, 1\]之间，其值越大，反射光越集中   
  \_Shininess ( " Shininess " , Range ( 0.01 ,  1 )) =  0.078125  
 //  主纹理，用于定义物体基色   
  \_MainTex ( " Base (RGB) Gloss (A) " , 2D) =  " white "  \{\}  
 \}  
  
 SubShader   
 \{   
 //  绘制类型，只是用于Replaced Shaders的标记，并不是必须的。  
 //  如果需要定义对象的绘制顺序，请使用Queue标记   
  Tags \{  " RenderType " = " Opaque "  \}  
 LOD  300  
  
 CGPROGRAM  
 //  定义着色器类型为surface，着色器入口方法为surf()，光照模型为BlinnPhong   
  \#pragma  surface surf BlinnPhong  
  
 sampler2D \_MainTex;  
 fixed4 \_Color;  
 half \_Shininess;  
  
 struct  Input  
 \{   
 // Unity3D中shader的默认规则，纹理定义前面加uv前缀代表是对应的纹理坐标   
  float2 uv\_MainTex;  
 \};  
  
 void  surf (Input input, inout SurfaceOutput output)   
 \{   
 //  取主纹理的对应当前像素点的值   
  fixed4 tex = tex2D(\_MainTex, input.uv\_MainTex);  
  
 //  Albedo反照率，即物体反射光的数量与外来光数量的比值。  
 //  Albedo = 主纹理 x 主色调，反映了物体的基色，与任何光相关的信息（比如diffuse, shiness等）无关   
  output.Albedo = tex.rgb \* \_Color.rgb;  
  
 //  Gloss光滑度\[0, 1\]，用于控制反射的模糊程度，值越大，高光反射越清晰，反之则越模糊。  
 //  光滑度的“滑”是面的概念，代表物体整体的光滑程度  
 //  比如说，同样一块金属，在它生锈的过程中，其反射就会慢慢变弱，可以通过Gloss值控制  
 //  实际上它是针对高光计算结果的附加系数   
  output.Gloss = tex.a;  
  
 //  Alpha，不透明度\[0, 1\]：Alpha=0，代表物体完全透明；Alpha=1，代表物体完全不透明   
  output.Alpha = tex.a \* \_Color.a;  
  
 //  Shininess光泽度\[0, 1\]，又叫高光指数或镜面反射指数，注意，它在SurfaceOutput结构中的命名（Specular）很容易让人误解为它是高光强度，其实不然，它是高光指数  
 //  光泽度的“泽”是点的概念，代表物体某个高光点的光泽程度   
  output.Specular = \_Shininess;  
 \}  
 ENDCG  
 \}  
  
 //  如果当前GPU不支持本shader，默认使用VertexLit   
  Fallback  " VertexLit "  
\}

[http_aras_-p.info_blog_2010_07_16_surface_-shaders_-one_-year_-later]: http://aras-p.info/blog/2010/07/16/surface-shaders-one-year-later/