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Unity3D游戏开发从零单排(八) - Shader基础

栏目:互联网时间:2014-09-29 20:42:00

提要

       今天要说的是Unity3D中shader相关的一些知识。不会做非常细致的讲解(东西实在太多!- -),但是看完之后会知道shader是怎么用的。


一些术语

在shader编程中,有一些术语,有时候不明白的话容易被整懵圈,所以这里就简单提一下。

Shading

Shading最开始指的在素描中给物体画明暗调子,在图形学中,其实就是给Mesh上色(Mesh就是一堆三角面片,包含顶点左边,法线坐标,uv坐标之类的),wiki中说的是根据物体相对于光线的角度及其距离光源距离改变物体颜色生成photorealistic效果的过程。我们所编写的处理shading的程序就叫做shader,中文叫着色器,程序的输入是颜色,纹理,坐标等等,输出的是mesh网格的最终的颜色。


光照模型

光照模型主要包括两个部分,一部分是光源的定义,另一部分是mesh表面的光照计算。光源根据现实中的光源可以抽象成点光源,方向光源,聚光灯。mesh表面的光照计算主要计算三个部分,  环境光(Ambient light),漫反射光(Diffuse light),全反射光(Specular light)。


Lambert光照模型

此模型属于经验模型,主要用来简单模拟粗糙物体表面的光照现象。

此模型假设物体表面为理想漫反射体(也就是只产生漫反射现象,也成为Lambert反射体),同时,场景中存在两种光,一种为环境光,一种为方向光,然后我们分别计算这两种光照射到粗糙物体表面所产生的光照现象,最后再将两个结果相加,得出反射后的光强值。

首先是计算环境光的公式:

I_ambdiff = K_d * I_a;

其中,K_d为粗糙物体表面材质对光的反射系数,这个系数由程序编写者在宿主程序中给出,I_a为环境光的光强,也就是环境光的颜色数值,一般是一个float3型的变量。

然后是计算方向光的公式:

I_ldiff = K_d * I_l * cosa;

由向量的点积公式可得:cosa = N

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