unity物体边缘发光shader_Shaderlab Notizen 15 Rim Shader（边缘发光）的两种实现形态

一、实现思路

在正常的漫反射Shader的基础之上，在最终的漫反射颜色值出来之后，再准备一个自发光颜色值，附加上去，即得到了最终的带自发光的颜色值。

公式表达：

最终颜色 = (漫反射系数 x 纹理颜色 x RGB颜色)+自发光颜色

英文公式：

FinalColor=(Diffuse x Texture x RGBColor)+Emissive

二、Surface Shader版边缘发光Shader

源码如下：

Shader "Shader/Surface Rim Shader"

{

//-----------------------------------【属性 || Properties】------------------------------------------

Properties

{

//主颜色 || Main Color

_MainColor("【主颜色】Main Color", Color) = (0.5,0.5,0.5,1)

//漫反射纹理 || Diffuse Texture

_MainTex("【纹理】Texture", 2D) = "white" {}

//凹凸纹理 || Bump Texture

_BumpMap("【凹凸纹理】Bumpmap", 2D) = "bump" {}

//边缘发光颜色 || Rim Color

_RimColor("【边缘发光颜色】Rim Color", Color) = (0.17,0.36,0.81,0.0)

//边缘发光强度 ||Rim Power

_RimPower("【边缘颜色强度】Rim Power", Range(0.6,36.0)) = 8.0

//边缘发光强度系数 || Rim Intensity Factor

_RimIntensity("【边缘颜色强度系数】Rim Intensity", Range(0.0,100.0)) = 1.0

}

//----------------------------------【子着色器 || SubShader】---------------------------------------

SubShader

{

//渲染类型为Opaque，不透明 || RenderType Opaque

Tags

{

"RenderType" = "Opaque"

}

//-------------------------开启CG着色器编程语言段 || Begin CG Programming Part----------------------

CGPROGRAM

//【1】声明使用兰伯特光照模式 ||Using the Lambert light mode

#pragma surface surf Lambert

//【2】定义输入结构 || Input Struct

struct Input

{

//纹理贴图 || Texture

float2 uv_MainTex;

//法线贴图 || Bump Texture

float2 uv_BumpMap;

//观察方向 || Observation direction

float3 viewDir;

};

//【3】变量声明 || Variable Declaration

//边缘颜色

float4 _MainColor;

//主纹理

sampler2D _MainTex;

//凹凸纹理

sampler2D _BumpMap;

//边缘颜色

float4 _RimColor;

//边缘颜色强度

float _RimPower;

//边缘颜色强度

float _RimIntensity;

//【4】表面着色函数的编写 || Writing the surface shader function

void surf(Input IN, inout SurfaceOutput o)

{

//表面反射颜色为纹理颜色

o.Albedo = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb*_MainColor.rgb;

//表面法线为凹凸纹理的颜色

o.Normal = UnpackNormal(tex2D(_BumpMap, IN.uv_BumpMap));

//边缘颜色

half rim = 1.0 - saturate(dot(normalize(IN.viewDir), o.Normal));

//计算出边缘颜色强度系数

o.Emission = _RimColor.rgb * pow(rim, _RimPower)*_RimIntensity;

}

//-------------------结束CG着色器编程语言段 || End CG Programming Part------------------

ENDCG

}

//后备着色器为普通漫反射 || Fallback use Diffuse

Fallback "Diffuse"

}

稍微琢磨一下就明白，此Shader其实就是用利用了Unity5中封装好的Standard Surface Output结构体中的Emission(自发光)属性，来达到这样的边缘光效果，技术含量很有限。这边附一下Unity5中的SurfaceOutputStandard原型：

// Unity5 SurfaceOutputStandard原型：

struct SurfaceOutputStandard

{

fixed3 Albedo; // 漫反射颜色

fixed3 Normal; // 切线空间法线

half3 Emission; //自发光

half Metallic; // 金属度；取0为非金属, 取1为金属

half Smoothness; // 光泽度；取0为非常粗糙, 取1为非常光滑

half Occlusion; // 遮挡(默认值为1)

fixed Alpha; // 透明度

};

三、可编程Shader版边缘发光Shader

源码如下：

Shader "Shader/Basic Rim Shader"

{

//-----------------------------------【属性 || Properties】------------------------------------------

Properties

{

//主颜色 || Main Color

_MainColor("【主颜色】Main Color", Color) = (0.5,0.5,0.5,1)

//漫反射纹理 || Diffuse Texture

_TextureDiffuse("【漫反射纹理】Texture Diffuse", 2D) = "white" {}

//边缘发光颜色 || Rim Color

_RimColor("【边缘发光颜色】Rim Color", Color) = (0.5,0.5,0.5,1)

//边缘发光强度 ||Rim Power

_RimPower("【边缘发光强度】Rim Power", Range(0.0, 36)) = 0.1

//边缘发光强度系数 || Rim Intensity Factor

_RimIntensity("【边缘发光强度系数】Rim Intensity", Range(0.0, 100)) = 3

}

//----------------------------------【子着色器 || SubShader】---------------------------------------

SubShader

{

//渲染类型为Opaque，不透明 || RenderType Opaque

Tags

{

"RenderType" = "Opaque"

}

//---------------------------------------【唯一的通道 || Pass】------------------------------------

Pass

{

//设定通道名称 || Set Pass Name

Name "ForwardBase"

//设置光照模式 || LightMode ForwardBase

Tags

{

"LightMode" = "ForwardBase"

}

//-------------------------开启CG着色器编程语言段 || Begin CG Programming Part----------------------

CGPROGRAM

//【1】指定顶点和片段着色函数名称 || Set the name of vertex and fragment shader function

#pragma vertex vert

#pragma fragment frag

//【2】头文件包含 || include

#include "UnityCG.cginc"

#include "AutoLight.cginc"

//【3】指定Shader Model 3.0 || Set Shader Model 3.0

#pragma target 3.0

//【4】变量声明 || Variable Declaration

//系统光照颜色

uniform float4 _LightColor0;

//主颜色

uniform float4 _MainColor;

//漫反射纹理

uniform sampler2D _TextureDiffuse;

//漫反射纹理_ST后缀版

uniform float4 _TextureDiffuse_ST;

//边缘光颜色

uniform float4 _RimColor;

//边缘光强度

uniform float _RimPower;

//边缘光强度系数

uniform float _RimIntensity;

//【5】顶点输入结构体 || Vertex Input Struct

struct VertexInput

{

//顶点位置 || Vertex position

float4 vertex : POSITION;

//法线向量坐标 || Normal vector coordinates

float3 normal : NORMAL;

//一级纹理坐标 || Primary texture coordinates

float4 texcoord : TEXCOORD0;

};

//【6】顶点输出结构体 || Vertex Output Struct

struct VertexOutput

{

//像素位置 || Pixel position

float4 pos : SV_POSITION;

//一级纹理坐标 || Primary texture coordinates

float4 texcoord : TEXCOORD0;

//法线向量坐标 || Normal vector coordinates

float3 normal : NORMAL;

//世界空间中的坐标位置 || Coordinate position in world space

float4 posWorld : TEXCOORD1;

//创建光源坐标,用于内置的光照 || Function in AutoLight.cginc to create light coordinates

LIGHTING_COORDS(3,4)

};

//【7】顶点着色函数 || Vertex Shader Function

VertexOutput vert(VertexInput v)

{

//【1】声明一个顶点输出结构对象 || Declares a vertex output structure object

VertexOutput o;

//【2】填充此输出结构 || Fill the output structure

//将输入纹理坐标赋值给输出纹理坐标

o.texcoord = v.texcoord;

//获取顶点在世界空间中的法线向量坐标

o.normal = mul(float4(v.normal,0), _World2Object).xyz;

//获得顶点在世界空间中的位置坐标

o.posWorld = mul(_Object2World, v.vertex);

//获取像素位置

o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);

//【3】返回此输出结构对象 || Returns the output structure

return o;

}

//【8】片段着色函数 || Fragment Shader Function

fixed4 frag(VertexOutput i) : COLOR

{

//【8.1】方向参数准备 || Direction

//视角方向

float3 ViewDirection = normalize(_WorldSpaceCameraPos.xyz - i.posWorld.xyz);

//法线方向

float3 Normalection = normalize(i.normal);

//光照方向

float3 LightDirection = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);

//【8.2】计算光照的衰减 || Lighting attenuation

//衰减值

float Attenuation = LIGHT_ATTENUATION(i);

//衰减后颜色值

float3 AttenColor = Attenuation * _LightColor0.xyz;

//【8.3】计算漫反射 || Diffuse

float NdotL = dot(Normalection, LightDirection);

float3 Diffuse = max(0.0, NdotL) * AttenColor + UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz;

//【8.4】准备自发光参数 || Emissive

//计算边缘强度

half Rim = 1.0 - max(0, dot(i.normal, ViewDirection));

//计算出边缘自发光强度

float3 Emissive = _RimColor.rgb * pow(Rim,_RimPower) *_RimIntensity;

//【8.5】计在最终颜色中加入自发光颜色 || Calculate the final color

//最终颜色 = (漫反射系数 x 纹理颜色 x rgb颜色)+自发光颜色 || Final Color=(Diffuse x Texture x rgbColor)+Emissive

float3 finalColor = Diffuse * (tex2D(_TextureDiffuse,TRANSFORM_TEX(i.texcoord.rg, _TextureDiffuse)).rgb*_MainColor.rgb) + Emissive;

//【8.6】返回最终颜色 || Return final color

return fixed4(finalColor,1);

}

//-------------------结束CG着色器编程语言段 || End CG Programming Part------------------

ENDCG

}

}

//后备着色器为普通漫反射 || Fallback use Diffuse

FallBack "Diffuse"

}