庄懂的技术美术入门笔记

庄懂的技术美术入门笔记

最简shader模板

Shader "AP1/L03/FlatCol" {Properties {//材质面板}SubShader {Tags {"RenderType"="Opaque"  }Pass {Name "FORWARD"Tags {"LightMode"="ForwardBase"   //Pass标签}CGPROGRAM  //包围CG代码#pragma vertex vert   //定义顶点和片元着色器#pragma fragment frag#include "inc"#pragma multi_compile_fwdbase_fullshadows#pragma target 3.0// 输入结构struct VertexInput {float4 vertex : POSITION; // 将模型的顶点信息输入进来};// 输出结构struct VertexOutput {float4 pos : SV_POSITION; // 由模型顶点信息换算而来的顶点屏幕位置};// 输入结构>>>顶点Shader>>>输出结构VertexOutput vert (VertexInput v) {VertexOutput o = (VertexOutput)0; // 新建一个输出结构o.pos = UnityObjectToClipPos( v.vertex ); //变换顶点信息并将其塞给输出结构      return o; // 将输出结构 输出}// 输出结构>>>像素float4 frag(VertexOutput i) : COLOR {return float4(0.0, 1.0, 0.0, 1.0);}ENDCG}}FallBack "Diffuse"
}

各种向量

• nDir：normal   法线方向，点乘操作时简称n；
• lDir： light        光照方向，点乘操作时简称l；
• vDir：view       观察方向，点乘操作时简称v；
• rDir：reflect     光反射方向，点乘操作时简称r；
• hDir：half        半角方向（即lDir和vDir的中间角方向），点乘操作时简称h；
• OS：ObjectSpace                      物体空间，本地空间
• WS：WorldSpace                      世界空间；
• VS： ViewSpace                        观察空间； 
• CS：HomogenousClipSpace     齐次剪裁空间；
• TS：TangentSpace                    切线空间； 
• TXS：TextureSpace                   纹理空间；

光照构成

光照模型

一、Lambert 和 Half Lambert 漫反射光照模型 

•    Lambert：

float4 frag(VertexOutput i) : COLOR{float3 nDir = i.nDirWS;float3 lDir = _;float nDotl = dot(nDir,lDir);              //float lambert = max(0.0,nDotl);            return float4(lambert,lambert,lambert,1.0);  }

•  Half Lambert:

float lambert = nDotl*0.5+0.5;

• 作业：

        思路： 以半兰伯特模型构造uv坐标采样Ramptex（Ramptex贴图：1. 3阶明度，过渡卡硬 2.暗部色相变化，少明度变化）

• 点评案例：

        1. 玉石效果

        2. 像素点效果

        3. SSSＬｕｔ效果

二、Phong/Blinn-Phong高光模型

• Phong：

float3 rDir = reflect(-lDir,nDir);
float rDotv = dot(rDir,vDir);            
float phong = pow(max(0.0,rDotv),_SpecularPow);
float3 finaRGB = _MainCol * lambert + phong;

• Blinn-Phong：

float3 hDir = normalize( vDir + lDir );
float nDoth = dot(nDir,hDir);              
float blinnphong = pow(max(0.0,nDoth),_SpecularPow);

三、OldSchoolPlus

• Lambert + Phong + Shadow + 3ColAmbient + AO (忽略镜面反射cubemap)

shader forge：

代码：

Shader "Unlit/13_OldSchoolPlus"
{Properties{_BaseCol ("BaseCol",color) = (1.0, 1.0, 1.0, 1.0)_SpecularPow ("SpecularPow", range(1,90)) = 30_LightCol ("LightCol",color) = (1.0, 1.0, 1.0, 1.0)_Occlusion ("Occlusion", 2D) = "white" {}_EnvUpCol ("EnvUpCol",color) = (1.0, 1.0, 1.0, 1.0)_EnvSideCol ("EnvSideCol",color) = (1.0, 1.0, 1.0, 1.0)_EnvDownCol ("EnvDownCol",color) = (1.0, 1.0, 1.0, 1.0)_EnvColPow ("EnvColPow", range(0,1)) = 0.2}SubShader{Tags { "LightMode"="ForwardBase" }Pass{CGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag// make fog work#pragma multi_compile_fog#include "inc"//投影头文件#include "inc"#include "inc"//输入参数uniform float3 _BaseCol;uniform float  _SpecularPow;uniform float _EnvColPow;uniform float3 _LightCol;uniform float3 _EnvUpCol;uniform float3 _EnvSideCol;uniform float3 _EnvDownCol;uniform sampler2D _Occlusion;//输入结构struct VertexInput{float4 vertex : POSITION;float4 normal : NORMAL;float2 texcoord0: TEXCOORD0;    //将模型uv信息输入进0通道};//输出结构struct VertexOutput{float4 pos : SV_POSITION;float2 uv0 : TEXCOORD0;float4 posWorld : TEXCOORD1;float3 normalDir : TEXCOORD2;//追加uv信息用于像素shader采样贴图LIGHTING_COORDS(3,4)//投影