UnityShader案例（六）——渐变纹理

一、使用渐变纹理控制漫反射光的结果

Shader "Custom/Texture/RampTexture"
{
Properties
{
_Color("Color",Color)=(1,1,1,1)
_RampTex ("RampTexture", 2D) = "white" {}
_Specular("Specular",Color)=(1,1,1,1)
_Gloss("Gloss",Range(8.0,256))=20
}
SubShader
{
Tags { "RenderType"="Opaque" }
LOD 100

Pass
{
Tags{"LightMode"="ForwardBase"}
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag

#include "UnityCG.cginc"
#include "Lighting.cginc"

fixed4 _Color;
sampler2D _RampTex;
float4 _RampTex_ST;
float4 _Specular;
float _Gloss;

struct appdata
{
float4 vertex : POSITION;
float4 uv : TEXCOORD0;
float3 normal:NORMAL;
};

struct v2f
{
float4 vertex :SV_POSITION;
float2 uv : TEXCOORD0;
float3 worldNormal:TEXCOORD2;
float3 worldPos:TEXCOORD1;
};

v2f vert (appdata v)
{
v2f o;
o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _RampTex);
o.worldNormal=UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
o.worldPos=mul(unity_ObjectToWorld,v.vertex);
return o;
}

fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
{
fixed3 worldNormal=normalize(i.worldNormal);
fixed3 worldLightDir=normalize(UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos));
fixed3 ambient=UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz;
fixed halfLambent=0.5*dot(worldLightDir,worldNormal)+0.5;
//提取对于位置渐变纹理中中的像素颜色
fixed3 diffuseColor = tex2D(_RampTex,fixed2(halfLambent,halfLambent)).rgb * _Color.rgb;

fixed3 diffuse=_LightColor0.rgb*diffuseColor.rgb;

fixed3 viewDir=normalize(UnityWorldSpaceViewDir(i.worldPos));
fixed3 halfDir=normalize(viewDir+worldNormal);

fixed3 specular=_LightColor0.rgb*_Specular.rgb*pow(max(0,dot(worldNormal,halfDir)),_Gloss);

return  fixed4(ambient+diffuse+specular,1.0);

}
ENDCG
}
}
Fallback "Specular"
}

本案例中使用的渐变纹理：

二、代码详解

本案例中对漫反射反射光的求解用的是半兰伯特模型，通过对法线方向和光照方向的点解做一次0.5倍的缩放以及一个0.5倍大小的偏移来计算半兰伯特部分。这样得到的halfLambert的范围被映射到了[0,1]之间，之后，我们使用halfLambert来构建一个纹理坐标，并用这个纹理坐标对渐变纹理_RampTex进行采样。由于_RampTex

实际就是一个一维的纹理（它在纵坐标的方向轴上颜色不变），因此纹理的坐标的u和V方向我们使用了halfLambert。然后把从渐变纹理采样得到的颜色和材质的_Color相乘，得到最终的漫反射颜色。剩下的就是计算环境光和高光反色，前几节已详细介绍了方法。