3.Unity_CG_Shader光照之——漫反射（lambert模型以及Half lambert模型）
兰伯特光照模型：
逐顶点漫反射
// Upgrade NOTE: replaced '_World2Object' with 'unity_WorldToObject'
Shader "Ycb/04_diffuse" {
Properties{
_Diffuse("Diffuse_Color",Color)=(1,1,1,1)
}
SubShader{
Pass{
CGPROGRAM
//顶点函数 从顶点坐标-》裁剪窗口（游戏环境->摄像机）
#pragma vertex vert
//片元函数 返回模型上对应屏幕上的像素的颜色
#pragma fragment frag
#include "Lighting.cginc"//取到第一个直射光的颜色 _LightColor0 _WorldSpaceLightPos0第一个直射光的位置
fixed4 _Diffuse;
//application to vertex
struct a2v {
float4 vertex:POSITION;
float3 normal:NORMAL;
};
//vertex to fragment
struct v2f{
float4 position : SV_POSITION;
fixed3 color:Color;
};
v2f vert(a2v v) {
v2f f;
f.position = mul(UNITY_MATRIX_MVP,v.vertex); //UNTIY_MATRIX_MVP 把一个顶点的矩阵从模型空间到剪裁空间
fixed3 ambient=UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.rgb;
//为了下面的夹角cos计算，统一到一个坐标系中，这里将法线方向从模型坐标系转化到世界坐标系中，因此下面试v * w2o
fixed3 normalDir=normalize(mul(v.normal,(float3x3)unity_WorldToObject));//unity_WorldToObject从世界空间转化到模型空间
fixed3 lightDir=normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);//光源的位置就是光的方向
fixed3 diffuse=_LightColor0.rgb*max(0,dot(normalDir,lightDir)); //漫反射计算公式= 光照颜色*cos（法线*光照方向）
diffuse*=_Diffuse.rgb; //与原有的颜色融合，直接相乘
f.color=diffuse;
f.color+=ambient;//叠加直接相加
return f;
}
fixed4 frag(v2f f):SV_Target{
return fixed4(f.color,1);
}
ENDCG
}
}
Fallback "VertexLit"
}// Upgrade NOTE: replaced '_World2Object' with 'unity_WorldToObject'
Shader "Ycb/05_Fg_diffuse" {
Properties{
_Diffuse("Diffuse_Color",Color)=(1,1,1,1)
}
SubShader{
Pass{
CGPROGRAM
//顶点函数 从顶点坐标-》裁剪窗口（游戏环境->摄像机）
#pragma vertex vert
//片元函数 返回模型上对应屏幕上的像素的颜色
#pragma fragment frag
#include "Lighting.cginc"//取到第一个直射光的颜色 _LightColor0 _WorldSpaceLightPos0第一个直射光的位置
fixed4 _Diffuse;
//application to vertex
struct a2v {
float4 vertex:POSITION;
float3 normal:NORMAL;
};
//vertex to fragment
struct v2f{
float4 position : SV_POSITION;
fixed3 worldNormalDir:COLOR0;
};
v2f vert(a2v v) {
v2f f;
f.position = mul(UNITY_MATRIX_MVP,v.vertex); //UNTIY_MATRIX_MVP 把一个顶点的矩阵从模型空间到剪裁空间
f.worldNormalDir=mul(v.normal,(float3x3)unity_WorldToObject);//unity_WorldToObject从世界空间转化到模型空间
return f;
}
fixed4 frag(v2f f):SV_Target{
fixed3 ambient=UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.rgb;
//为了下面的夹角cos计算，统一到一个坐标系中，这里将法线方向从模型坐标系转化到世界坐标系中，因此下面试v * w2o
fixed3 normalDir=normalize(f.worldNormalDir);
fixed3 lightDir=normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);//光源的位置就是光的方向
fixed3 diffuse=_LightColor0.rgb*max(0,dot(normalDir,lightDir)); //漫反射计算公式= 光照颜色*cos（法线*光照方向）
diffuse*=_Diffuse.rgb; //与原有的颜色融合，直接相乘
fixed3 tmpColor=diffuse;
tmpColor+=ambient;//叠加直接相加
return fixed4(tmpColor,1);
}
ENDCG
}
}
Fallback "VertexLit"
}二者比较 左侧逐顶点，右侧逐片元
显然右侧平滑，但是逐片元每个像素都需要计算，耗费性能较高
反面则是全黑，这样虽然有3D效果，但是游戏体验极差。。。那么引入：
半兰伯特光照模型：(有3D效果但是背面并不全黑)
计算公式： Diffuse=直射光颜色*（cosα *0.5+0.5）
这样的范围在(0~1)之间
只需改变上面代码的计算公式即可 ，效果如下
// Upgrade NOTE: replaced '_World2Object' with 'unity_WorldToObject'
Shader "Ycb/06_Fg_diffuse HalfLambert" {
Properties{
_Diffuse("Diffuse_Color",Color)=(1,1,1,1)
}
SubShader{
Pass{
CGPROGRAM
//顶点函数 从顶点坐标-》裁剪窗口（游戏环境->摄像机）
#pragma vertex vert
//片元函数 返回模型上对应屏幕上的像素的颜色
#pragma fragment frag
#include "Lighting.cginc"//取到第一个直射光的颜色 _LightColor0 _WorldSpaceLightPos0第一个直射光的位置
fixed4 _Diffuse;
//application to vertex
struct a2v {
float4 vertex:POSITION;
float3 normal:NORMAL;
};
//vertex to fragment
struct v2f{
float4 position : SV_POSITION;
fixed3 worldNormalDir:COLOR0;
};
v2f vert(a2v v) {
v2f f;
f.position = mul(UNITY_MATRIX_MVP,v.vertex); //UNTIY_MATRIX_MVP 把一个顶点的矩阵从模型空间到剪裁空间
f.worldNormalDir=mul(v.normal,(float3x3)unity_WorldToObject);//unity_WorldToObject从世界空间转化到模型空间
return f;
}
fixed4 frag(v2f f):SV_Target{
fixed3 ambient=UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.rgb;
//为了下面的夹角cos计算，统一到一个坐标系中，这里将法线方向从模型坐标系转化到世界坐标系中，因此下面试v * w2o
fixed3 normalDir=normalize(f.worldNormalDir);
fixed3 lightDir=normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);//光源的位置就是光的方向
fixed3 diffuse=_LightColor0.rgb*(0.5+0.5*dot(normalDir,lightDir)); //漫反射计算公式= 光照颜色*cos（法线*光照方向）
diffuse*=_Diffuse.rgb; //与原有的颜色融合，直接相乘
fixed3 tmpColor=diffuse;
tmpColor+=ambient;//叠加直接相加
return fixed4(tmpColor,1);
}
ENDCG
}
}
Fallback "VertexLit"
}