Unity Shader 双通道光线混合

　　用Unity的着色器写了一个卡通渲染的效果，一共渲染了两个光源，发现有点问题。效果怎么样先放一边，光照的关系是错的。用Blend One One把两个pass的结果混合起来，发现看上去像是把阴影给合在一起了。

　　项目用的是Unity的Standard Assets Example Project。后来查了一下。本来以为场景里是一个点光一个平行光，结果发现是两个平行光，角度是这样的。这张图片的角度是从人物正面看过去的。

　　结果找到问题了，toon ramp的纹理做反了。原来是酱婶儿的，

其实应该是酱婶儿的。

  　　这里面还有个背景必须得说，第一个通道用的是伪BRDF，为了要个边缘光照的效果。纹理是2D的，酱婶儿的；

 

第二个通道用的是普通的纹理映射，按光源和法线角度铺上去。

　　所以问题出现了，现在效果对了，但是两个纹理是反着的。

　　这事儿不应该啊。

　　又翻了翻代码，发现两个通道里光线和法线夹角的计算方式不太一样。

　　一个是酱婶儿的（第一个通道，LightMode=ForwardBase），

    float diff = max(0,dot(N, normalize(i.lightDir)));

一个是酱婶儿的（第二个通道，LightMode=ForwardAdd），

    float diff = dot(N, normalize(i.lightDir));

N是法线，i.lightDir就是光线方向。dot是对两个向量求点积，两个向量都是单位向量，所以求出来的是余弦值。

　　也就是说，第二个通道把模型背光部分的余弦值也保留了，在着色器里面就当成正面一块处理了。

　　所以把第二个通道的diff也按第一个通道处理了。第二个通道处理的也是平行光，所以顶点着色器里面光线角度要用ObjSpaceLightDir()来计算，再把材质换回来，这个结果就对了。

 

　　所以现在光照关系是对的了，

 

 

但是混合还是有问题。

 

　　目前的混合模式是Blend One One，即将已有的图像缓存加上当前通道产生的图像。按说如果是在现实当中这样的混合模式不会有问题。但由于目前的光照模型与显示不尽相同：目前这个着色器标准阴影不是用黑色表示的，这就会导致两个光源都没有照射到的部分，在通道叠加之后反而变亮了，并不符合实际的光照效果。

　　根据http://www.ceeger.com/Components/SL-Blend.html对Unity混合模式的介绍，这里提到了BlendOp。

　　BlendOp共有五个模式，Add，Max，Min，Sub，RevSub。每个Pass缺省BlendOp为Add，即处理过的源图像+处理过的本通道图像。这里使用Max模式，即Max(处理过的源图像,处理过的本通道图像)，效果如图。

 

　　这次光照关系对了，但是模型的纹理颜色不对了。原本是在第一个通道内渲染了纹理，纹理颜色深于阴影色，于是被第二个通道的阴影覆盖了。

　　我的解决方法是，在每一个通道都渲染材质。虽然会觉得浪费，但是想想也符合物理规律。

 

　　其实现在还有一些问题，光源颜色相同的话可以使用BlendOp Max，但是如果是不同颜色的光，就不能简单地只取出里面最亮的一个值了。但是也不能两个通道的结果都加起来再除以二，这等于求了个平均值，结果还是错的。如果有人知道怎么写，还请不吝赐教。

 

　　这篇是测试课的作业，老师要求发出来。可能写的不太清楚，如果有幸有人看到而且感兴趣但是看不懂，请联系我。