基础光照模型

一 漫反射光照模型：

Shader “DiffuseVertexLevel”

{

Properties 
{
	_Diffuse ("Diffuse", Color) = (1, 1, 1, 1)
}
SubShader {
	Pass {
		Tags { "LightMode"="ForwardBase" } 
		//只有定义了正确的 LightMode 才能得到要用的 _LightColor0 
		
		CGPROGRAM
		
		#pragma vertex vert
		#pragma fragment frag
		
		#include "Lighting.cginc"
		 //得到要使用的 _LightColor0 等内置变量

		fixed4 _Diffuse;

		struct a2v {
			float4 vertex : POSITION;
			float3 normal : NORMAL;
		};

		struct v2f {
			float4 pos : SV_POSITION;
			fixed3 color : COLOR; 
			// or TEXCOORD0
		};

		v2f vert(a2v v) {
			v2f o;
			o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex); // must ,get projection space

			fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz; //get ambient
			
			// 把法线从模型空间转换到世界空间，用的右乘当逆矩阵
			fixed3 worldNormal = normalize(mul(v.normal, (float3x3)unity_WorldToObject));
			
			fixed3 worldLight = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz );//只适用于平行光
			//漫反射 ＝ 入射光 ＊ 漫反射系数 ＊ max（0，dot（法线，光源方向））
			fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * _Diffuse.rgb * saturate(dot(worldNormal, worldLight));
			//如果是半lambert，则公式为
			//漫反射 ＝ 入射光 ＊ 漫反射系数 ＊ （缩放倍数＊dot（法线，光源方向） ＋ 偏移）
			//一般缩放倍数和便宜都取0.5
			//fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * _Diffuse.rgb * (0.5*dot(worldNormal,worldLight)+0.5);

			o.color = ambient + diffuse;
			return o;
		}

		fixed4 frag(v2f i) : SV_Target {
			return (i.color, 1.0);
		}

		ENDCG			
	}
}
Fallback "Diffuse"

}

如果要改为逐像素光照，需要改变 struct v2f，

struct v2f {
float4 pos : SV_POSITION;
fixed3 worldNormal : TEXCOORD0
};
剩下的工作就是把 vert函数中的部分挪到 frag函数中。
另，代码中的半Lambert光照模型是为了解决在实际中，普通漫反射在光照不到的情况下是暗黑色的问题。

二 高光反射光照模型
// Upgrade NOTE: replaced ‘_Object2World’ with ‘unity_ObjectToWorld’
// Upgrade NOTE: replaced ‘_World2Object’ with ‘unity_WorldToObject’

Shader “Custom/6_SpecularVertexLevel” {
Properties {
_Diffuse (“Diffuse”, Color) = (1.0, 1.0, 1.0, 1.0)
_Specular (“Specular”, Color) = (1.0, 1.0, 1.0, 1.0)
_Gloss (“Gloss”, Range(8.0, 256)) = 20
}
SubShader {
Pass {
Tags { “LightMode”=“ForwardBase” }

		CGPROGRAM

		#pragma vertex vert
		#pragma fragment frag

		#include "Lighting.cginc"

		fixed4 _Diffuse;
		fixed4 _Specular;
		float _Gloss;

		struct a2v {
			float4 vertex : POSITION;
			float3 normal : NORMAL;
		};

		struct v2f {
			float4 pos : SV_POSITION;
			fixed color : COLOR;
		};

		v2f vert(a2v v) {
			v2f o;
			o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
			fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz;

			fixed3 worldNormal = normalize(mul(v.normal, (float3x3)unity_WorldToObject)); //用unity内置函数是： ＝ UnityObjectToWorldNormal(v.normal)
			fixed3 worldLightDir = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);
			//漫反射 ＝ 入射光 ＊ 漫反射系数 ＊ max（0，dot（入射方向，法线））
			fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * _Diffuse * max(0, dot(worldNormal, worldLightDir));
			
			//reflect 计算反射方向,两个参数是 入射方向、法线，但是要求入射方向是光源指向入射点，故取反
			fixed3 reflectDir = normalize(reflect(-worldLightDir, worldNormal));
			//计算视觉方向首先是要求处于同一空间下，然后向量计算
			fixed3 viewDir = normalize(_WorldSpaceCameraPos.xyz - mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz);
			//高光反射 ＝ 入射光 ＊ 高光系数 ＊ pow（max（0，反射方向 ＊ 视觉方向），光泽度）
			fixed3 specular = _LightColor0.rgb * _Specular.rgb * pow(saturate(dot(reflectDir, viewDir)), _Gloss);
			
			//如果是 BlinnPhong 则把反射方向换成 光线方向和视觉方向和
			//fixed3 halfDir = normalize(worldLightDir + viewDir);
			//fixed3 specular = _LightColor0.rgb * _Specular.rgb * pow(max(0,dot(worldNormal,halfDir)), _Gloss);

			o.color = ambient + diffuse + specular;
			return o;		
		}

		fixed4 frag(v2f i) : SV_Target {
			return (i.color, 1.0);
		}

		ENDCG
	}
}
Fallback "Specular"

}

如果改为逐像素光照需改动 struct v2f
struct v2f {
float4 pos : SV_POSITION;
fixed worldNormal: TEXCOORD0;
fixed worldPos: TEXCOORD1;
};
然后换上相应的即可。
代码中给出了用的最多的BlinnPhong模型，目前用的最多。

逐顶点光照和逐像素的区别在于计算的相对少和多，得到效果肯定计算多的逐像素更加显得平滑。