【Unity Shader学习笔记】Unity光照基础-半兰伯特光照
阅读原文时间:2023年07月09日阅读:1

在光照无法达到的区域,模型的外观通常是全黑的,没有任何明暗变化,这会使模型的背光区域看起来就像一个平面。

使用半兰伯特光照可以解决这个问题。

逐顶点光照技术也被称为兰伯特光照模型。因为它符合兰伯特定律。

Valve公司在开发半条命的时候提出了半兰伯特光照模型。

半兰伯特光照模型没有使用max操作来防止n和I的点积为负值,而是对其结果进行了一个α 倍的缩放再加上一个β 大小的偏移。

绝大多数情况下,α 和β的值均为0.5,即公式为:

对于模型的背光面,在漫反射模型中点积结果将映射到同一个值,即0值处;而在半兰伯特模型中,背光面也可以由明暗变化,不同的点积结果会映射到不同的值上。

需要注意的是,半兰伯特是没有任何物理依据的,它仅仅是一个视觉加强技术。

半兰伯特光照与逐像素漫反射光照的代码很相近,只需要把计算部分稍作修改即可。

代码如下:

Shader "Unity Shaders Book/Chapter 6/HalfLambert" {
    Properties{
        _Diffuse("Diffuse", Color) = (1, 1, 1, 1)
    }

        SubShader{
            Pass {
                Tags {"LightMode" = "ForwardBase"}
                CGPROGRAM
                #pragma vertex vert
                #pragma fragment frag
                #include "Lighting.cginc"
                fixed4 _Diffuse;
                struct a2v {
                    float4 vertex : POSITION;
                    float3 normal : NORMAL;
                };

                struct v2f {
                    float4 pos : SV_POSITION;
                    float3 worldNormal : TEXCOORD0;
                };

                //逐顶点漫反射光照
                v2f vert(a2v v) {
                    v2f o;
                    //Transfrom the vertex from object space to projection space
                    o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                    //Transform thhe normal from object space to world space
                    o.worldNormal = mul(v.normal, (float3x3)unity_WorldToObject);

                    return o;
                }

                fixed4 frag(v2f i) : SV_Target {
                    //get ambient term
                    fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz;

                //get the normal in world space
                fixed3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);

                //get the light direction in world space
                fixed3 worldLightDir = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);

                //Compute diffuse term(计算漫反射项)
                fixed halfLambert = dot(worldNormal, worldLightDir) * 0.5 + 0.5;
                fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * _Diffuse.rgb * halfLambert;

                fixed3 color = ambient + diffuse;

                return fixed4(color, 1.0);
            }

            ENDCG
        }
    }
    Fallback "Diffuse"
}

效果如下:

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