先看一下基本光照模型中的高光反射部分的计算公式:

逐顶点光照实现 高光反射
分析
在Properties语义块中声明了三个属性:1
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4
5
6Properties
{
_Diffuse ("Diffuse" , Color) = (1,1,1,1)
_Specular ("Specular" , Color) = (1,1,1,1)
_Gloss ("Gloss" , Range(8.0,256)) = 20
}
_Specular用来控制材质的高光反射的颜色
_Gloss用于控制高光区域的大小
其他的代码基本和往常一样,不细说了
1 | Tags { "LightMode" = "ForwardBase" } |
在顶点着色器中计算了包含高光反射的光照模型
1 | v2f vert(a2v v){ |
首先计算了入射光线防线关于表面法线的反射方向reflectDir。犹豫Cg的reflect函数的入社方向要求是由光源指向交点处的,因此需要对worldLightDir取反再传给reflect函数。
然后通过——WorldSpaceCameraPos得到世界空间中的摄像机位置,再把顶点位置从模型空间变换得到世界空间下,再通过——WorldSpaceCameraPos相减即可得到世界空间下的视角方向。
最后
1 | fixed4 frag(v2f i) : SV_Target{ |
效果

使用逐顶点着色器的方法得到的高光效果有比较大的问题,可以从效果图中看到有明显的不平滑,因为高光反射部分的计算是非线性的,而在顶点着色器中计算光照在进行插值的过程是线性的,破换了原计算的非线性关系。
代码
1 | // Upgrade NOTE: replaced '_Object2World' with 'unity_ObjectToWorld' |
逐像素 实现高光反射模型
分析
在原来代码的基础上进行修改
修改顶点着色器的输出结构v2f
1 | struct v2f{ |
修改顶点着色器
1 | v2f vert(a2v v){ |
修改片元着色器:
1 | fixed4 frag(v2f i) : SV_Target{ |
效果:

可以看出,使用逐像素实现高光反射,使得高光效果更加平滑
全部代码:
1 | // Upgrade NOTE: replaced '_Object2World' with 'unity_ObjectToWorld' |
Blinn-Phong 光照模型
公式:

修改逐像素实现高光反射的片元着色器的代码:
1 | fixed4 frag(v2f i) : SV_Target{ |
效果:

全部代码
1 | // Upgrade NOTE: replaced '_Object2World' with 'unity_ObjectToWorld' |
最后
三种类型高光反射的效果对比
从左到右分别是 逐顶点高光反射、逐像素高光反射、Blinn-Phong光照模型

可以看出,Blinn-Phong模型的高光反射部分看起来更大更亮,在实际渲染中,绝大多数情况也都会选择Blinn-Phong光照模型
划重点
使用 normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);来得到光源方向
使用 normalize(_WorldSpaceCameraPos.xyz - i.worldPos.xyz);来得到视角方向
本文所写内容参考《UnityShader 入门精要》。