Unity-Shader-镜面高光Phong&BlinnPhong-油腻的师姐在哪里

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Unity-Shader-镜面高光Phong&BlinnPhong-油腻的师姐在哪里相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

【旧博客转移 - 2016年4月4日 13:13 

油腻的师姐:

以前玩过一款很火热的端游《剑灵》,剑灵刚出来的时候,某网页游戏广告视频中有句台词:“我不断的在寻找,有你的世界在哪里”,该广告中的人物,音效都模仿了剑灵,而《剑灵》中的人物模型表面看上去油光发亮,所以就被网友改成了:“我不断的洗澡,油腻的师姐在哪里”
像这样(皮肤表面的高光)
 

 

这样
 

 

 
还有~ 这样
 
其实这是使用了镜面反射着色,除了剑灵,其他很多高品质的AAA级游戏也都使用了不同的镜面高光,来增强视觉冲击力和超现实感。
 

Phong高光类型

Phong光照模型是图形学中表现很友好的高光类型,是一种非常常见的镜面高光模型,从游戏到电影都有诸多应用
镜面反射跟漫反射的区别就是,漫反射的反射光是很分散的。镜面反射的反射光会集中在一起,
视线离反射光越近,射入我们眼中的光也就越多,反之则看不到反射光
 
 

Phong光照计算公式

Spec = pow( max(0 ,cos<R, V>), gloss)
 
R:反射光向量
V:视线向量
gloss:镜面的光滑程度,gloss越大就表示越光滑
 

Phong光照模型的Shader实现

Shader "lijia/Phong"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
        _Specular("Specular", Range(1, 20)) = 1
        _SpecColor("SpecColor", Color) = (1,1,1,1)
    }
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 100

        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            #include "UnityCG.cginc"

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 vertex : SV_POSITION;
                float3 normal : TEXCOORD1;
                float3 lightDir : TEXCOORD2;
                float4 objPos : TEXCOORD3;
            };

            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;

            float4 _LightColor0;

            float _Specular;
            float4 _SpecColor;

            v2f vert (appdata_full v)
            {
                v2f o;
                o.objPos = v.vertex;
                o.vertex = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex);
                o.normal = v.normal;
                o.lightDir = ObjSpaceLightDir(v.vertex);//把光向量从世界空间转成模型空间
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                float3 L = normalize(i.lightDir);
                float3 N = normalize(i.normal);
                float3 viewDir = normalize(ObjSpaceViewDir(i.objPos));//计算出视线

                float diff = saturate(dot(L, N));
                float3 reflection = normalize(2.0 * N * diff - L);//反射向量
                float spec = pow(max(0, dot(reflection, viewDir)), _Specular);
                float3 finalSpec = _SpecColor.rgb * spec;
                //漫反射+镜面高光+环境光
                float3 finalLight = diff * _LightColor0 + finalSpec + UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT;

                fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
                return col * float4(finalLight, 1);
            }
            ENDCG
        }
    }
}

计算反射向量

Phong用到的是反射向量,计算反射向量的公式是
R = 2*N(dot(N, L)) - L
这个公式是根据向量的投影公式以及平行四边形法则推导出来的
详细步骤请看这篇文章,讲的非常好
 

Blinn-phong光照模型

blinn是一个人的名字,他叫吉姆·布林,图形学界的大牛,他发现了使用半角向量代替反射向量的计算方式
原理是通过视线向量跟光向量的半角向量代替反射向量
halfVector = normalize( L + V );
这样提高了代码的计算效率,在视觉上也更加平滑,因此它成为了很多CG软件中默认的光照模型
Shadre代码跟Phong类似,我就不贴了
 

将Phone光照用到剑灵模型上的效果

 

右边是Game视图中加了后期效果的  

参考资料:

《ShaderLab开发实战详解》

《Unity着色器和屏幕特效开发秘籍》

【浅墨Unity3D Shader编程】之十三 单色透明Shader & 标准镜面高光Shader  

以上是关于Unity-Shader-镜面高光Phong&BlinnPhong-油腻的师姐在哪里的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

CG基本光照模型备忘

UnityShader镜面反射计算与反射光向量推导

Phong和Blinn-Phong光照模型

镜面高光取决于相机距离

光照贴图

Vertex中实现每顶点光照的镜面高光效果