法线贴图
这个感觉就是游戏开发中优化填坑的一个产物。具体的作用是用来提高低模的精度，体现出更多模型的细节，有种单面模型那种来欺骗眼睛的做法。法线贴图中会涉及到切线空间，法线贴图的原理等等知识，今天就不写了，网上有很多写的很好，第一篇、第二篇。最近的笔记都好水，哈哈哈。
不使用法线贴图和使用之后的效果
Properties{
_Color("Color",Color)=(1,1,1,1)
//声明贴图
_MainTex("Main Texure",2D)="white"{}
//bump是在没有设置法线贴图的时候就使用自带的法线
_NormalTex("Normal Texure",2D)="bump"{}
//设置法线效果
_BumpScale("BumpScale",Range(0,10))=1
}
SubShader{
Pass
{
Tags{"LightMode"="ForwardBase"}
CGPROGRAM
float4 _Color;
sampler2D _MainTex;
//固定写法 设置偏移和大小
float4 _MainTex_ST;
sampler2D _NormalTex;
float4 _NormalTex_ST;
float _BumpScale;
#include "Lighting.cginc"
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
struct a2v{
float4 vertex:POSITION;
//切线空间的确定是通过（存储在模型中的）法线与切线确定的
fixed3 normal:NORMAL;
//tangent.w是来确定切线空间坐标轴的方向
float4 tangent:TANGENT;
float4 texVertex:TEXCOORD0;
};
struct v2f{
float4 position :SV_POSITION;
float3 lightDir:TEXCOORD0;//切线空间下 平行光的方向
float4 uv:TEXCOORD2;//xy用来存储主要的的贴图纹理坐标 zw用来存储法线贴图的纹理坐标
};
v2f vert(a2v v){
v2f f;
f.position=UnityObjectToClipPos(v.vertex);
f.uv.xy=v.texVertex.xy*_MainTex_ST.xy+_MainTex_ST.zw;
f.uv.zw=v.texVertex.xy*_NormalTex_ST.xy+_NormalTex_ST.zw;
TANGENT_SPACE_ROTATION;//这里会得到一个 rotation 是用来把模型空间转化成切线空间
f.lightDir=mul(rotation,ObjSpaceLightDir(v.vertex));
return f;
}
//跟法线方向有关的运算都要放在切线空间下
//从法线贴图里面去的法线方向是切线空间下的
fixed4 frag(v2f f):SV_TARGET{
fixed3 lightDir=normalize(f.lightDir);
//切线空间的法线
fixed4 normalColor= tex2D(_NormalTex,f.uv.zw);
// 法线值=2*（法线贴图颜色值-0.5）
//颜色的值的范围是[0,1]，法线是向量是需要方向，这里就把[0,1]分界为[0,0.5]与[0.5,1]
//跟半兰伯特一样的计算方式
fixed3 normalDir= normalize(UnpackNormal(normalColor));
//因为z轴是固定该点的法线，并且由公式x^2+y^2+z^2=1的关系来控制
normalDir.xy=normalDir.xy*_BumpScale;
fixed3 diffuse =_LightColor0.rgb*(dot(normalDir,lightDir)*0.5+0.5);
fixed3 texColor= tex2D(_MainTex,f.uv.xy)*_Color.rgb;
fixed3 tempColor=diffuse*texColor.rgb+UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.rgb*texColor;
return fixed4(tempColor,1);
}
ENDCG
}
}
这里的贴图法线使用切线空间的话，那么计算就有两种方式，第一种是把光和法线统一为切线方向的，第二种把光和法线统一到世界空间下。这里我们一般使用第一种，因为我们可以顶点函数中就把光转换到切线方向。第二种方式需要在片元函数中采集纹理后，把法线转换到世界空间下。在片元函数下做计算会比顶点函数消耗大一些?
