ShaderLab学习小结接收平行光阴影

Posted

tags:

篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了ShaderLab学习小结接收平行光阴影相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

运行环境:
Win10 x64
Unity 5.5.4

在“ShaderLab学习小结(四)简单产生阴影”基础上,在顶点片断着色器中编写程序使材质能接收阴影
将小结(四)中添加的plane的材质换成和球体一样,即用相同的shader,效果如下:
技术分享图片
阴影消失。
球的shader代码没有改动,也就是说球应该是产生阴影了,但是底下的plane也换成球的材质,接收不到阴影。
那就要修改shader让它能接收阴影。
Shader代码:

Shader "Custom/DifSpecPoint" {
    Properties {
        _Spec ("Spec", Color) = (1,1,1,1)
        _Shin ("Shin", range(1,32)) = 2
    }
    SubShader {
        pass {
            tags{ "lightmode" = "forwardbase" }
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "unitycg.cginc"
            #include "lighting.cginc"
            #include "autolight.cginc"  //1.
            #pragma multi_compile_fwdbase //2.
            fixed4 _Spec;
            float _Shin;
            struct v2f{
                float4 pos:POSITION;
                float3 normal:NORMAL;
                float4 vertex:TEXCOORD2;
                SHADOW_COORDS(0)       //3.
            };
            v2f vert(appdata_base v)
            {
                v2f o;
                o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
                o.normal = normalize(v.normal);
                o.vertex = v.vertex;
                TRANSFER_SHADOW(o)  //4.
                return o;
            }
            fixed4 frag(v2f IN):COLOR
            {
              float3 wpos = mul(unity_ObjectToWorld, IN.vertex).xyz;
                UNITY_LIGHT_ATTENUATION(atten, IN, wpos)  //5.
                //diffuse
                float3 N = UnityObjectToWorldNormal(IN.normal);
                float3 L = normalize(_WorldSpaceLightPos0).xyz;
                float ndotl = saturate(dot(N, L));
                fixed4 col = _LightColor0*ndotl;
                //specular
                float3 V = normalize(WorldSpaceViewDir(IN.vertex));
                float3 R = 2 * dot(N, L)*N - L; //phong
                float3 H = normalize(V + L);    //blinphong
                float specScale = pow(saturate(dot(R, V)), _Shin);  //phong
                specScale = pow(saturate(dot(H, N)), _Shin);        //blinphong
                col += _Spec*specScale;
                //pointlight

                float3 pL = Shade4PointLights(unity_4LightPosX0, unity_4LightPosY0, unity_4LightPosZ0,
                    unity_LightColor[0].rgb, unity_LightColor[1].rgb, unity_LightColor[2].rgb, unity_LightColor[3].rgb,
                    unity_4LightAtten0,
                    wpos, N);
                col.rgb += pL;

                //shadow
                col.rgb *= atten;    //6.

                col += UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT;
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
        fallback "Diffuse"
}

一、代码中添加了六处代码,如上以//1. //2.标注

1.

#include "autolight.cginc"  //1.

引用autolight.cginc

2.

#pragma multi_compile_fwdbase //2.

添加这一行,见unity手册“Making multiple shader program variants"中相关描述: compiles all variants needed by ForwardBase (forward rendering base) pass type. The variants deal with different lightmap types and main directional light having shadows on or off.这会对应主平行光产生的阴影。

以下3~5见autolight.cginc

3.

 SHADOW_COORDS(0)       //3.

4.

TRANSFER_SHADOW(o)  //4.

5.

UNITY_LIGHT_ATTENUATION(atten, IN, wpos)  //5.

6.将5中计算出的atten与颜色的rgb相乘

//shadow
                col.rgb *= atten;    //6.

二、

效果如下图:
技术分享图片
可见plane可以接受主平行光照射球体产生的阴影了

1、

从UNITY_LIGHT_ATTENUATION倒推,查看autolight.cginc,在5.0helper中

#ifdef DIRECTIONAL
    #define UNITY_LIGHT_ATTENUATION(destName, input, worldPos)  fixed destName = SHADOW_ATTENUATION(input);
#endif

其中SHADOW_ATTENUATION(input)的定义,查找可知对应不同的函数,但参数一样

a._ShadowCoord

再查

_ShadowCoord

在autolight.cginc开头Shadow helpers中

#define SHADOW_COORDS(idx1) unityShadowCoord4 _ShadowCoord : TEXCOORD##idx1;

定义了,那么在v2f结构体中就要写入

 SHADOW_COORDS(0)       //3.

注意括号里的0,这个是代表TEXCOORD0,如果0被占了,则依次向后找,比如改成1、2什么的

2.

TRANSFER_SHADOW(o)  //4.

个人理解是把计算的阴影要从vertex程序传至fragment程序中,然后fragment中的UNITY_LIGHT_ATTENUATION
才能起作用(不信可以把TRANSFER_SHADOW(o)注释掉,不报错,但阴影没了)
而TRANSFER_SHADOW在autolight.cginc中的定义也是需要

a._ShadowCoord

的,所以在v2f结构体中定义了SHADOW_COORDS(0)满足了TRANSFER_SHADOW和UNITY_LIGHT_ATTENUATION两段宏的需要。

以上是关于ShaderLab学习小结接收平行光阴影的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

ShaderLab学习小结简单的支持光照贴图的shader

ShaderLab学习小结简单产生阴影

ShaderLab学习小结(十五)法线贴图的简单Shader

ShaderLab学习小结漫反射+高光+点光源

ShaderLab学习小结贴图模糊效果

ShaderLab学习小结(十四)点光源问题