shader之——多光源漫反射以及阴影

Posted 2020-10-14

Shader "Unlit/MulLight"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
    }
    SubShader
    {
        //一盏主灯
        Pass
        {
            //Always: 总是渲染；没有光照模式。
            //ForwardBase: 适用于前渲染、环境、主要方向灯、光/sh光和烘焙图。
            //ForwardAdd: 适用于前渲染， 叠加每一盏灯，每一盏灯就多一个pass。
            //Deferred: 延迟渲染，渲染g缓冲区 。
            //ShadowCaster:将物体深度渲染到阴影贴图或者深度纹理上 。
            //PrepassBase: 用于传统的延迟光照，渲染法线和高光效果。
            //PrepassFinal:用于传统的延迟光照，通过结合文理、灯光、和法线来渲染最终的结果。
            //Vertex:当对象不是光映射时，用于遗留顶点的渲染，所有顶点灯都被利用。 
            //VertexLMRGBM: 当对象被光映射时，在遗留的顶点上使用渲染，在LightMap是RGBM编码的平台上（pc和控制台）。
            //VertexLM: 当对象被光映射时，在遗留的顶点上使用渲染，在LightMap是双idr编码的（移动平台）平台上。
            Tags { "RenderType"="Opaque" "LightMode" = "ForwardBase"}//////
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "UnityCG.cginc"
             #pragma target 3.0 

            //衰减与阴影的实现
            #include "AutoLight.cginc"//////
              //fwdadd：ForwardBase的阴影显示，在下面的ForwardAdd里得用fwdadd； 必须结合fallback，两者缺一不可 
            #pragma multi_compile_fwdadd_fullshadows//////
            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;
            //定义一个灯光,名字为固定格式，会自动取场景中灯光
            float4 _LightColor0;//////

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 normal:NORMAL;//////
            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 pos: SV_POSITION;
                float3 normal :TEXCOORD1;//////
                 //点光源需要的衰减  
                LIGHTING_COORDS(3,4)//////#include "AutoLight.cginc"
            };
            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                //这里一般用 o.pos，用o.vertex有时候会报错 
                o.pos= UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                o.normal = v.normal;//////
                //点光源需要的衰减 
                TRANSFER_VERTEX_TO_FRAGMENT(o)//////#include "AutoLight.cginc"
                return o;
            }
            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                //物体法向量转化为世界法向量
                float3 N = normalize(UnityObjectToWorldNormal(i.normal));//////
                //世界光向量：unity封装好的光向量，会自动调用场景里面的存在的灯光
                float3 L =normalize( _WorldSpaceLightPos0.xyz);//////
                                                 //点光源需要的衰减系数
                float atten = LIGHT_ATTENUATION(i);//////#include "AutoLight.cginc"

                fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
                //最终颜色 = 主颜色 x（ 灯光颜色 x 漫反射系数 x衰减系数 + 环境光）
                col.rgb = col.rgb * (_LightColor0.rgb* saturate(dot(N,L)) *atten  + UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT);//////

                return col;
            }
            ENDCG
            }

            //多盏灯叠加
        Pass//////
        {
            Tags { "RenderType"="Opaque" "LightMode" = "ForwardAdd"} //ForwardAdd ：多灯混合//////
            Blend One One//////
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "UnityCG.cginc"
            #pragma target 3.0

            //衰减与阴影的实现
            #include "AutoLight.cginc"//////
              //fwdadd：ForwardAdd的阴影显示，在上面的ForwardBase里得用fwdbase； 必须结合fallback，两者缺一不可 
            #pragma multi_compile_fwdadd_fullshadows//////

            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;
            //定义一个灯光,名字为固定格式，会自动取场景中灯光
            float4 _LightColor0;//////

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 normal:NORMAL;//////
            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 pos: SV_POSITION;
                float3 normal :TEXCOORD1;//////
                float4 wPos :TEXCOORD2;//////
                //点光源需要的衰减  
                LIGHTING_COORDS(3,4)//////#include "AutoLight.cginc"
            };
            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                 //这里一般用 o.pos，用o.vertex有时候会报错
                o.pos= UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                o.wPos= mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex);//////
                o.normal = v.normal;//////
                //点光源需要的衰减
                TRANSFER_VERTEX_TO_FRAGMENT(o)//////#include "AutoLight.cginc"
                return o;
            }
            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                //物体法向量转化为世界法向量
                float3 N = normalize(UnityObjectToWorldNormal(i.normal));//////

                //世界光向量：这里计算的是点光源，按照灯光的距离来算衰减，第一个pass不需要
                float3 L = normalize (lerp(_WorldSpaceLightPos0.xyz , _WorldSpaceLightPos0.xyz - i.wPos.xyz , _WorldSpaceLightPos0.w));//////

                //点光源需要的衰减
                float atten = LIGHT_ATTENUATION(i);//////#include "AutoLight.cginc"

                fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);

                //最终颜色 = 主颜色 x 灯光颜色 x 漫反射系数 x 衰减系数  第一个pass已经有了环境色 这里就不能加了
                col.rgb = col.rgb * _LightColor0.rgb * saturate(dot(N,L))*atten;//////

                return col;
            }
        ENDCG
        }
    }
            //需要产生阴影 
            FallBack "Diffuse" 
}