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理論基礎(chǔ): Blinn-Phong反射模型

• 漫反射（Diffuse reflection）

• 高光（Specular highlights）

• 間接/環(huán)境光照（Ambient lighting）

1.漫反射-蘭伯特余弦定律（Lambert）:

L是光源的向量，N是法線向量，I是光源強(qiáng)度。

漫反射 diffuse = I * cosθ

余弦定理 cosθ = L · N / (|L|*|N|)

由于L,N長度都為1, 消去|L|*|N|得

diffuse = L · N * I

排除負(fù)數(shù),得到最終公式

diffuse =max（0， L · N） * I

核心代碼

效果

逐頂點(diǎn)

逐頂點(diǎn)漫反射 完整代碼

參考: https://zhuanlan.zhihu.com/p/110326132

逐像素光照同理, 略

函數(shù)解釋

UnityObjectToWorldNormal 模型空間法線向量->世界空間向量

UnityObjectToClipPos 頂點(diǎn)坐標(biāo) 模型空間->齊次裁切空間

添加環(huán)境光照

此時(shí), 物體的背面是完全暗的,需要添加環(huán)境光照.

在原有基礎(chǔ)上加上ambient 則能有基礎(chǔ)亮度

2.高光反射

I是光源信息，r是反射方向，viewDir是視角方向，gloss是光滑度, n是法線向量。

高光反射? specular = I * max(0, r · viewDir)^gloss

反射方向? r=2(n*L)n ― L

或是使用Unity的函數(shù) r = reflect(-L,n)??

視角向量 viewDir = UnityWorldSpaceViewDir(i.worldPos)

頂點(diǎn)世界坐標(biāo) worldPos = mul(unity_ObjectToWorld,v.vertex).xyz;

核心代碼

函數(shù)介紹

reflect(-worldLightDir,worldNormal); ?反射方向 ?

UnityWorldSpaceViewDir 相機(jī)方向

saturate 相當(dāng)于max加clamp(0,1)

unity_ObjectToWorld 坐標(biāo)變換矩陣, 用于局部轉(zhuǎn)世界坐標(biāo)

效果

理解公式 specular = I * max(0, r · viewDir)^gloss? (默認(rèn)gloss>1)

r · viewDir 是向量的點(diǎn)乘, 向量都是經(jīng)過歸一化處理的

所以得到 r· v = |r|*|v|*cosθ = cosθ ,

相當(dāng)于, 反射角與視角向量夾角越小, cosθ越大, 亮度越大

反之, 夾角>90°, 則結(jié)果負(fù)數(shù), max后為0 , 就看不到高光

gloss相當(dāng)于衰減系數(shù), 系數(shù)越大, 光圈越小

逐像素高光反射 完整代碼