unity3D Shader<三>漫反射_surface surf lambert 公式

一、漫反射的说明

         对于粗糙物体表面的某一点，其亮度应该和入射光线与该点的垂直程度有关，也就是入射光线与此点的夹角相关。如果我们用L表示单位长度的入射光线，用C表示到达此点的光线强度和颜色，用N表示此点的发线，那么物体表面此点的亮度Lum就可以用下面的公式来表示：

         Lum = C * max（0，cos<L,N>）

         <L,N>表示的是方向矢量L和N之间的夹角，其cos就是这两个方向的点乘积，在unity通过Cg的标准函数库dot（L,N）来完成。这个值对于背向光线的点来说为负，其实就是对其照明为0，因此使用标准函数库中的max（0，value）来对结果进行一些控制。计算到此为此我们叫按照这种方式对物体进行照明计算的模型叫做Lambert。

对应的代码段为#pragma surface surf Lambert。

（注意，这个Lambert可以命名为其他的名字，相应的写光照模型函数时，其命名也要改变比如Unity内置三个Lighting Model函数，

如果用#pragma surface surf Lambert命名光照模型函数的话

这三个的函数名为

              half4 LightingLambert(SurfaceOutput s, half3 lightDir, half atten){} 

      这个函数被用于forward rendering（正向渲染），但是不需要考虑view direction（观察角度）时。

1. • [plain]  view plain copy print ?

     1. half4 LightingLambert (SurfaceOutput s, half3 lightDir, half3 viewDir, half atten){}  
     
     这个函数被用于forward rendering（正向渲染），并且需要考虑view direction（观察角度）时。
   • [plain]  view plain copy print ?

     1. half4 LightingLambert_PrePass (SurfaceOutput s, half4 light){}  
     
     这个函数被用于需要使用defferred rendering（延迟渲染）时。

如果用#pragma surface surf BasicDiffuse命名，则后面书写这些函数时，就如下面所示

half4 LightingBasicDiffuse

half4 LightingBasicDiffuse_PrePass

）

二、具体漫反射代码

Shader "Custom/MyLightTest" {
	Properties {
		_EmissiveColor("自发光的颜色：",Color) = (1,1,1,1)
		_AmbientColor("环境光的颜色:",Color) = (1,1,1,1)
		_Change("改变的值：",Range(0,10)) = 2.5
	}
	SubShader {
		Tags { "RenderType"="Opaque" }
		LOD 200
		
		CGPROGRAM
		#pragma surface surf BasicDiffuse 
		//对上面一行的解释
		//surface - 声明的是一个表面着色器
		//surf - 着色器代码的方法的名字
		//Lambert - 使用的光照模型。
		//规则#pragma surface surfaceFunction lightModel [optionalparams]
		//surface - 声明的是一个表面着色器
		//surfaceFunction - 着色器代码的方法的名字
		//lightModel - 使用的光照模型。
		
		//#pragma surface surf BasicDiffuse 自定义了光照模型为BasicDiffuse，
		//下面的函数为实现这个自定义的光照模型，函数命名规则为Lightin加上自定义的自定义的光照模型名称
		inline float4 LightingBasicDiffuse	(SurfaceOutput s,fixed3 lightDir,fixed atten)
		{
			//漫反射光的公式：I = Aintensity*Acolor + Dintensity*Dcolor *N.L 
			//前面的Aintensity*Acolor是环境光的公式(得到场景中光源的颜色)
			float difLight = max(0,dot(s.Normal,lightDir));//这里相当于漫反射公式的N.L
			float4 col;
			//_LightColor0.rgb（Unity提供）光源颜色
			//s.Albedo为当前材质反射率（从surf函数计算后输出）
			//atten表明了光线的衰减率根据DX中的衰减定义，这是固定衰减
			//这里用的乘法公司  物体自身的镜面放射*场景中光源的颜色*漫反射强度*衰减率*自行修改的值 
			col.rgb =  s.Albedo * _LightColor0.rgb * (difLight * atten * 2);  
			col.a = s.Alpha;  
    		return col; 
		}
 
		sampler2D _MainTex;
		float4 _EmissiveColor;
		float4 _AmbientColor;
		float _Change;
		
		struct Input {
			float2 uv_MainTex;
		};
		
		void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
			float4 c = pow((_EmissiveColor + _AmbientColor),_Change);
			o.Albedo = c.rgb;
			o.Alpha = c.a;
		}
		ENDCG
	} 
	FallBack "Diffuse"
}