Unity3D ShaderLab 静态贴图光照模型

其实在unity的光照模型中，我们可以把光照讯息烘培进入一个2D贴图，来实现着色器的光照效果。

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    下面是在unity中关闭灯光和打开灯光的对比效果。所以这类着色器的缺点就是不会随着光源变化效果。

      

         

    接下来，我们开始创建，首先通过软件MaCrea来制作我们的2D光照贴图，MaCrea软件

      

    通过该软件可以快速制作一个完整的发光球体平面图。

    完成静态光照贴图的制作后。在unity中创建Shader，Material。

直接打开Shader脚本编辑：

1>roperties:

1. <font face="新宋体" size="2">1 Properties {
   
2. 2 
   
3. 3 _MainTint("Diffuse Color",Color) = (1,1,1,1)
   
4. 4 
   
5. 5 _MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" {}
   
6. 6 
   
7. 7 _NormalMap("Normal Map",2D) = ""{}
   
8. 8 
   
9. 9 }</font>

复制代码

2>SubShader:

1. <font face="新宋体" size="2"> 1 CGPROGRAM
   
2. 2 
   
3. 3 #pragma surface surf Unlit vertex:vert
   
4. 4 
   
5. 5  
   
6. 6 
   
7. 7 float4 _MainTint;
   
8. 8 
   
9. 9 sampler2D _MainTex;
   
10. 10 
    
11. 11 sampler2D _NormalMap;
    
12. 12 
    
13. 13 struct Input {
    
14. 14 
    
15. 15 float2 uv_MainTex;
    
16. 16 
    
17. 17 float2 uv_NormalMap;
    
18. 18 
    
19. 19 float3 tan1;
    
20. 20 
    
21. 21 float3 tan2;
    
22. 22 
    
23. 23 };</font>

复制代码

//因为我们要使用单独的球体贴图来实现光照，所以我们无需使用Lambert光照函数，只需要申明自定义无光亮的光照函数;

3>光照函数

1. <font face="新宋体" size="2"> 1 inline fixed4 LightingUnlit(SurfaceOutput s, fixed3 lightDir, fixed3 atten){
   
2. 2 
   
3. 3 fixed4 c= fixed4(1,1,1,1);
   
4. 4 
   
5. 5 c.rgb = c*s.Albedo;
   
6. 6 
   
7. 7 c.a = s.Alpha;
   
8. 8 
   
9. 9 return c;
   
10. 10 
    
11. 11 }</font>

复制代码

//我们只希望通过外部物体来产生阴影，因为该着色器不受光源的;

4>计算球面贴图

1. <font face="新宋体" size="2"> 1 void vert(inout appdata_full v, out Input o){
   
2. 2 
   
3. 3 UNITY_INITIALIZE_OUTPUT(Input, o);
   
4. 4 
   
5. 5  
   
6. 6 
   
7. 7 TANGENT_SPACE_ROTATION ;
   
8. 8 
   
9. 9 o.tan1 = mul(rotation,UNITY_MATRIX_IT_MV[0].xyz);
   
10. 10 
    
11. 11 o.tan2 = mul(rotation,UNITY_MATRIX_IT_MV[1].xyz);
    
12. 12 
    
13. 13 }</font>

复制代码

//为了正确的检索到球面贴图，我们需要把正切旋转矩阵乘以当前模型的逆转模型视图；

5>完善surf

1. <font face="新宋体" size="2">1 void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
   
2. 2 
   
3. 3 float3 normals = UnpackNormal(tex2D(_NormalMap,IN.uv_NormalMap));
   
4. 4 
   
5. 5 o.Normal = normals;
   
6. 6 
   
7. 7  
   
8. 8 
   
9. 9 float2 litSphereUV;
   
10. 10 
    
11. 11 litSphereUV.x = dot(IN.tan1,o.Normal);
    
12. 12 
    
13. 13 litSphereUV.y = dot(IN.tan2,o.Normal);
    
14. 14 
    
15. 15  
    
16. 16 
    
17. 17 half4 c = tex2D (_MainTex, litSphereUV*0.5+0.5);
    
18. 18 
    
19. 19 o.Albedo = c.rgb*_MainTint;
    
20. 20 
    
21. 21 o.Alpha = c.a;
    
22. 22 
    
23. 23 }</font>

复制代码

    通过以上的步骤，我们完成这个静态的光照模型。返回unity中简单设置后，就可以看出效果了。

      

    在上面的过程中，最主要的是vert函数，因为在这个函数里，我们把旋转切向量和逆转模型视图矩阵相乘，在赋值给o.tan1和o.tan2。

    这个计算就是把向量弯曲到何时的位置来检索球面的贴图。而逆转模型视图则是我们利用unity内置的值。

    通过上面的检索传递后，我们简单的将IN.tan1和IN.tan2的值作为球面贴图纹理检索的uv值，

    我们可以直接使用input结构体中的值，因为我们也在vert函数中将这些值传递进去了。

1. <font face="新宋体" size="2">1 Shader "91YGame/LightStatic" {
   
2. 2     Properties {
   
3. 3         _MainTint("Diffuse Color",Color) = (1,1,1,1)
   
4. 4         _MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" {}
   
5. 5         _NormalMap("Normal Map",2D) = ""{}
   
6. 6     }
   
7. 7     SubShader {
   
8. 8         Tags { "RenderType"="Opaque" }
   
9. 9         LOD 200
   
10. 10         
    
11. 11         CGPROGRAM
    
12. 12         #pragma surface surf Unlit vertex:vert
    
13. 13 
    
14. 14         float4 _MainTint;
    
15. 15         sampler2D _MainTex;
    
16. 16         sampler2D _NormalMap;
    
17. 17 
    
18. 18         struct Input {
    
19. 19             float2 uv_MainTex;
    
20. 20             float2 uv_NormalMap;
    
21. 21             float3 tan1;
    
22. 22             float3 tan2;
    
23. 23         };
    
24. 24 
    
25. 25 
    
26. 26 
    
27. 27         inline fixed4 LightingUnlit(SurfaceOutput s, fixed3 lightDir, fixed3 atten){
    
28. 28             fixed4 c= fixed4(1,1,1,1);
    
29. 29             c.rgb = c*s.Albedo;
    
30. 30             c.a = s.Alpha;
    
31. 31             return c;
    
32. 32         }
    
33. 33 
    
34. 34         void vert(inout appdata_full v, out Input o){
    
35. 35             UNITY_INITIALIZE_OUTPUT(Input, o);
    
36. 36 
    
37. 37             TANGENT_SPACE_ROTATION;
    
38. 38             o.tan1 = mul(rotation,UNITY_MATRIX_IT_MV[0].xyz);
    
39. 39             o.tan2 = mul(rotation,UNITY_MATRIX_IT_MV[1].xyz);
    
40. 40         }
    
41. 41 
    
42. 42         void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
    
43. 43             float3 normals = UnpackNormal(tex2D(_NormalMap,IN.uv_NormalMap));
    
44. 44             o.Normal = normals;
    
45. 45 
    
46. 46             float2 litSphereUV;
    
47. 47             litSphereUV.x = dot(IN.tan1,o.Normal);
    
48. 48             litSphereUV.y = dot(IN.tan2,o.Normal);
    
49. 49 
    
50. 50             half4 c = tex2D (_MainTex, litSphereUV*0.5+0.5);
    
51. 51             o.Albedo = c.rgb*_MainTint;
    
52. 52             o.Alpha = c.a;
    
53. 53         }
    
54. 54         ENDCG
    
55. 55     } 
    
56. 56     FallBack "Diffuse"
    
57. 57 }</font>