SurfaceOutput

Posted 2020-06-14

    下面着重分析一下surface shader中是如何使用BlinnPhong光照模型的，为以后写代码做铺垫。源文件取自Unity3D官网下载的builtin_shaders, 源文件名为Normal-Glossy.shader，描述了最基本的镜面反射是如何设计的

**/

Shader "Specular" 
{
    Properties 
    {
        // 主色调，用于定义物体的基色
        _Color ("Main Color", Color)                = (1,1,1,1)
        // 高光颜色，如果使用BlinnPhong光照模型，则定义高光时必须命名为_SpecColor，并且，只有变量定义，在surface shader中看不到是在哪里使用的，使用该变量的地方被隐藏了
        _SpecColor ("Specular Color", Color)        = (0.5, 0.5, 0.5, 1)
        // 材质的光泽度，反映物体表面的光泽程度，又叫高光指数，定义范围(0, 1]之间，其值越大，反射光越集中
        _Shininess ("Shininess", Range (0.01, 1))    = 0.078125
        // 主纹理，用于定义物体基色
        _MainTex ("Base (RGB) Gloss (A)", 2D)        = "white" {}
    }

    SubShader 
    {
        // 绘制类型，只是用于Replaced Shaders的标记，并不是必须的。
        // 如果需要定义对象的绘制顺序，请使用Queue标记
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 300

        CGPROGRAM
        // 定义着色器类型为surface，着色器入口方法为surf()，光照模型为BlinnPhong
        #pragma surface surf BlinnPhong

        sampler2D    _MainTex;
        fixed4        _Color;
        half        _Shininess;

        struct Input
        {
            // Unity3D中shader的默认规则，纹理定义前面加uv前缀代表是对应的纹理坐标
            float2 uv_MainTex;
        };

        void surf (Input input, inout SurfaceOutput output) 
        {
            // 取主纹理的对应当前像素点的值
            fixed4 tex        = tex2D(_MainTex, input.uv_MainTex);

            // Albedo反照率，即物体反射光的数量与外来光数量的比值。
            // Albedo = 主纹理 x 主色调，反映了物体的基色，与任何光相关的信息（比如diffuse, shiness等）无关
            output.Albedo    = tex.rgb * _Color.rgb;

            // Gloss光滑度[0, 1]，用于控制反射的模糊程度，值越大，高光反射越清晰，反之则越模糊。
            // 光滑度的“滑”是面的概念，代表物体整体的光滑程度
            // 比如说，同样一块金属，在它生锈的过程中，其反射就会慢慢变弱，可以通过Gloss值控制
            // 实际上它是针对高光计算结果的附加系数
            output.Gloss    = tex.a;

            // Alpha，不透明度[0, 1]：Alpha=0，代表物体完全透明；Alpha=1，代表物体完全不透明
            output.Alpha    = tex.a * _Color.a;

            // Shininess光泽度[0, 1]，又叫高光指数或镜面反射指数，注意，它在SurfaceOutput结构中的命名（Specular）很容易让人误解为它是高光强度，其实不然，它是高光指数
            // 光泽度的“泽”是点的概念，代表物体某个高光点的光泽程度
            output.Specular    = _Shininess;
        }
        ENDCG
    }

    // 如果当前GPU不支持本shader，默认使用VertexLit
    Fallback "VertexLit"
}