Unity Shader 光照模型公式

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Unity Shader系列文章：Unity Shader目录-中级篇

1、兰伯特漫反射光公式：
C_{diffuse}=(C_{light}⋅M_{diffuse})max(0,\hat{n}⋅\hat{I})
C_{light}：入射光颜色；
M_{diffuse}：漫反射颜色；
\hat{n}：单位法向量；
\hat{I}：单位光向量；

2、半兰伯特漫反射公式：
C_{diffuse}=(C_{light}⋅M_{diffuse})((\hat{n}⋅\hat{I})*0.5+0.5)
C_{light}：入射光颜色；
M_{diffuse}：漫反射颜色；
\hat{n}：单位法向量；
\hat{I}：单位光向量；
原理：由于兰伯特光照模型计算出模型背面的颜色为负数，模型背面会变成黑色，
改进为将[-1, 1]映射到[0, 1]上，即乘以0.5，再加上0.5。

3、Phong高光反射公式：

Phong模型

C_{specular}=(C_{light}⋅M_{specular})max(0,\hat{v}⋅\hat{r})^{mgloss}
C_{light}：入射光颜色；
M_{specular}：高光反射颜色；
\hat{v}：单位视线向量；
\hat{r}：单位反射向量，可以由表面法线\hat{n}和光源方向\hat{I}计算而得：
\hat{r}=\hat{I}-2(\hat{n}⋅\hat{I})\hat{n} ,CG中可直接使用reflect获得；
mgloss：反射系数；

4、Blinn-Phong高光反射公式：

Blinn模型

C_{specular}=(C_{light}⋅M_{specular})max(0,\hat{n}⋅\hat{h})^{mgloss}
C_{light}：入射光颜色；
M_{specular}：高光反射颜色；
\hat{n}：单位法向量；
\hat{h}：单位半角向量，由光线和视线夹角一半方向上的单位向量计算得出：
\frac{\hat{V} + \hat{L}}{\left | \hat{V} + \hat{L} \right |}（shader中计算：normalize(V + L)）
mgloss：反射系数；

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