Shader山下（十四）顶点片段着色器处理光照

Shader山下（二）光照模型——漫反射里介绍了如何为表面着色器添加光照模型，但是在顶点片段（vertex-fragment）着色器里如何处理光照呢？

本文就实现一个与内置Lambert光照模型相同效果的VF着色器。

Shader "Custom/Frag/Light" {Properties {_MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" {}}SubShader {Tags { "RenderType"="Opaque" }LOD 200Pass {Tags { "LightMode" = "ForwardBase" }CGPROGRAM#pragma multi_compile_fwdbase#pragma vertex vert#pragma fragment frag#include "UnityCG.cginc"#include "Lighting.cginc"#include "AutoLight.cginc"sampler2D _MainTex;float4 _MainTex_ST;struct a2v {float4 vertex : POSITION;                fixed3 normal : NORMAL;                fixed4 texcoord : TEXCOORD0;fixed4 color : COLOR;};struct v2f {float4 pos : POSITION;float2 uv : TEXCOORD0;float3 worldNormal : TEXCOORD1;float3 lightDir : TEXCOORD2;float3 viewDir : TEXCOORD3;LIGHTING_COORDS(4,5)//1};v2f vert(a2v v) {v2f o;//Transform the vertex to projection spaceo.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);//Get the UV coordinateso.uv = TRANSFORM_TEX (v.texcoord, _MainTex); //Normalo.worldNormal = mul(SCALED_NORMAL, (float3x3)_World2Object);//2//Light Directiono.lightDir = mul((float3x3)_Object2World, ObjSpaceLightDir(v.vertex));//3//View Directiono.viewDir = mul((float3x3)_Object2World, ObjSpaceViewDir(v.vertex));//4//Shadow  TRANSFER_VERTEX_TO_FRAGMENT(o);//5return o;}inline fixed4 LightingFragLambert(fixed4 fcol, fixed3 lightDir, fixed atten, half3 worldNormal){fixed difLight = max(0, dot (normalize(worldNormal), normalize(lightDir)));fixed4 col;col.rgb = fcol.rgb * _LightColor0.rgb * (difLight * atten);col.a = fcol.a;return col;}half3 calDiffuse(half3 pos, half3 worldNormal){half3 ambient = Shade4PointLights (unity_4LightPosX0, unity_4LightPosY0, unity_4LightPosZ0,unity_LightColor[0].rgb, unity_LightColor[1].rgb, unity_LightColor[2].rgb, unity_LightColor[3].rgb,unity_4LightAtten0, pos, worldNormal);ambient = ShadeSHPerVertex (worldNormal, ambient);return ShadeSHPerPixel (worldNormal, ambient);}float4 frag(v2f i) : COLOR {fixed4 texColor = tex2D(_MainTex, i.uv);fixed4 fragColor = LightingFragLambert(texColor, i.lightDir, LIGHT_ATTENUATION(i), i.worldNormal);//6half3 diffuse = calDiffuse(i.pos, i.worldNormal);//7fragColor.rgb += texColor.rgb * diffuse;//8return fragColor;}ENDCG}} FallBack "Diffuse"

比较关键或者需要解释的几个点我都用注释加了序号。

第1处，这个宏对应了第5处，LIGHTING_COORDS声明了两个变量，一个是_LightCoord，一个是_ShadowCoord，而第5处计算了这两个值（用兴趣的可以研究一下AutoLight.cginc，这里不多赘述）。在第6处的LIGHT_ATTENUATION（也在AutoLight.cginc里面）计算光衰减值（也就是我们熟悉的atten）时使用了这两个值。

第2处，计算法线向量。

第3处，计算光照向量。

第4处，计算视图向量。

第6处，为了对应表面着色器，我们特意定义了一个LightingFragLambert方法。简单讲一下，就是根据像素点与光照方向的角度，将像素色彩值与光照色彩值相乘。

第7处，这里定义了一个vertDiffuse的方法，用于计算顶点漫反射的色彩值，它在第8处使用到。

第8处，第7处得到的diffuse值与贴图色彩值相乘，加到上面的结果中去（似乎是为了取代atten * 2）。

效果：

使用Lambert光照模型的表面着色器的效果：

（大家来找茬）