Unity的光源类型
Unity一共支持4种光源类型：平行光（directional light）、点光源（point light）、聚光灯（spot light）、面光源（area light）。而面光源仅在烘焙时才可以发挥作用
1、光源类型有什么影响
一般经常使用的光源属性有：位置、方向、颜色、强度，衰减
（1）平行光，只有方向，颜色，强度，没有衰减
（2）点光源，位置、方向、颜色、强度，衰减全有
（3）聚光灯，位置、方向、颜色、强度，衰减全有
2、在Unity中使用前向渲染处理多光源
image.png
Shader "Unlit/ForwardRenderingMat"
{
Properties
{
_Diffuse("Diffuse",Color)=(1,1,1,1)
_Specular("Specular",Color)=(1,1,1,1)
_Gloss("Gloss",Range(8.0,256))=20
}
SubShader
{
Pass //第一个Pass使用Base用来逐像素平行光光照
{
Tags{"LightModel"="ForwardBase"}
CGPROGRAM
#include "Lighting.cginc"
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
fixed4 _Diffuse;
fixed4 _Specular;
float _Gloss;
struct a2v
{
float4 vertex:POSITION;
float3 normal:NORMAL;
};
struct v2f
{
float4 pos:SV_POSITION;
float3 worldPos:TEXCOORD0;
float3 worldNormal:TEXCOORD1;
};
v2f vert(a2v v)
{
v2f o;
o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld,v.vertex).xyz;
o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
return o;
}
fixed4 frag(v2f i):SV_TARGET
{
float3 worldPos = i.worldPos;
float3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);
float3 worldLightDir = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);
float3 worldViewDir = normalize(_WorldSpaceCameraPos.xyz-i.worldPos.xyz);
float3 halfNormal = normalize(worldLightDir+worldViewDir);
fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz;
//_LightColor0已经是颜色和强度相乘之后的结果了
fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * _Diffuse.rgb * saturate(dot(worldNormal,worldLightDir));
fixed3 specular = _LightColor0.rgb * _Specular.rgb * pow(saturate(dot(worldNormal,halfNormal)),_Gloss);
fixed atten = 1.0; //光的衰减，平行光是没有衰减的
return fixed4(ambient+(diffuse+specular)*atten,1.0);
}
ENDCG
}
Pass //第二个Pass用来计算其他光源的逐像素光照，可能是平行光，也可能是点光源，聚光灯
{
Tags{"LightModel"="ForwardAdd"}
Blend One One
CGPROGRAM
#include "Lighting.cginc"
#include "AutoLight.cginc"
//为了得到正确的衰减因子
// #pragma multi_compile_fwadd
#pragma multi_compile_fwadd_fullshadows
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
fixed4 _Diffuse;
fixed4 _Specular;
float _Gloss;
struct a2v
{
float4 vertex:POSITION;
float3 normal:NORMAL;
};
struct v2f
{
float4 pos:SV_POSITION;
float3 worldPos:TEXCOORD0;
float3 worldNormal:TEXCOORD1;
};
v2f vert(a2v v)
{
v2f o;
o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld,v.vertex).xyz;
o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
return o;
}
fixed4 frag(v2f i):SV_TARGET
{
fixed3 worldPos = i.worldPos;
fixed3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);
#ifdef USING_DIRECTIONAL_LIGHT
fixed3 worldLightDir = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);
#else
fixed3 worldLightDir = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz-i.worldPos);
#endif
fixed3 worldViewDir = normalize(_WorldSpaceCameraPos.xyz-i.worldPos);
fixed3 halfNormal = normalize(worldViewDir+worldLightDir);
//因为已经在第一个Pass中计算了环境光，所以这里就不需要再次计算了
fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * _Diffuse.rgb * saturate(dot(worldNormal,worldLightDir));
fixed3 specular = _LightColor0.rgb * _Specular.rgb * pow(saturate(dot(worldNormal,halfNormal)),_Gloss);
#ifdef USING_DIRECTIONAL_LIGHT
fixed atten = 1.0;
#else
//Unity提供了衰减因子的查找表，并存在了一个图片中，我们只要采样就可以
//但这样也会有精度的问题
#if defined(POINT)
float3 lightCoord = mul(unity_WorldToLight,float4(i.worldPos,1)).xyz;
//A.rr操作相当于是取了两个一样的值（A,A）
fixed atten = tex2D(_LightTexture0,dot(lightCoord,lightCoord).rr).UNITY_ATTEN_CHANNEL;
#elif defined(SPOT)
float4 lightCoord = mul(unity_WorldToLight, float4(i.worldPos, 1));
fixed atten = (lightCoord.z > 0) * tex2D(_LightTexture0, lightCoord.xy / lightCoord.w + 0.5).w * tex2D(_LightTextureB0, dot(lightCoord, lightCoord).rr).UNITY_ATTEN_CHANNEL;
#else
fixed atten = 1.0;
#endif
#endif
return fixed4((diffuse+specular)*atten,1.0);
}
ENDCG
}
}
}
image.png
image.png
从Frame Debug中可以看出第一个Pass使用了BasePass并执行了一次，而第二个Pass使用了Addtional Pass执行了4次，因为场景中除了一个平行光之外还有一个4个其他可以逐像素的光源。
