Phong 光照模型（镜面反射）

Phong 光照模型

　　镜面反射（高光），是光线经过物体表面，反射到视野中，当反射光线与人的眼睛看得方向平行时，强度最大，高光效果最明显，夹角为90度时，强度最小。

　　specular = I*R*V；

　　　　specular：反射光经过物体表面反射后进入人眼的光强；

　　　　I：反射光的光强，Phong依然是理想模型，所以不考虑光的衰减，即反射光的光强和入射光的光强相等；

　　　　R：反射光线的方向；

　　　　V：视线的方向；

Shader程序

 

/*******************************************
Phong 光照模型
    1. 理想的镜面反射；
*******************************************/
Shader "JQM/Specular"
{
    Properties
    {
        _Color("Color", color) = (1.0,1.0,1.0,1.0)
        _SpecColor("Specular Color", color) = (1.0,1.0,1.0,1.0)
        _Shininess("Shininess",float) = 10
    }
    SubShader{
        Pass{
            
            Tags { "LightMode" = "ForwardBase"}

            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            //使用自定义变量
            uniform float4 _Color;
            uniform float4 _SpecColor;
            uniform float _Shininess;

            //使用Unity定义的变量
            uniform float4 _LightColor0;

            struct vertexInput{
                float4 vertex:POSITION;
                float3 normal:NORMAL;
            };

            struct vertexOutput{
                float4 pos:SV_POSITION;
                float4 posWorld:TEXCOORD0;
                float3 normalDir:TEXCOORD1;
            };

            //顶点程序
            vertexOutput vert(vertexInput v)
            {
                vertexOutput o;

                o.posWorld = mul(_Object2World, v.vertex);
                o.normalDir =  normalize( mul(float4(v.normal,0.0),_World2Object).xyz);//将模型空间的法线转到世界空间

                o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
                return o;
            }

            //片段程序
            float4 frag(vertexOutput i):COLOR
            {

                float3 normalDirection = i.normalDir;
                float3 viewDirection = normalize(_WorldSpaceCameraPos.xyz- i.posWorld.xyz);//视线方向
                float3 lightDirection;
                float atten = 1.0;

                lightDirection = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);//光线方向
                float3 diffuseReflection = atten * _LightColor0.xyz *  max(0.0, dot(normalDirection,lightDirection));//计算兰伯特漫反射
                float3 specularReflection = atten * _LightColor0.xyz * _SpecColor.rgb*max(0.0, dot(normalDirection,lightDirection))*pow(max(0,dot(reflect(-lightDirection,normalDirection),viewDirection)),_Shininess);//计算高光
                float3 lightFinal = diffuseReflection +specularReflection+ UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz;
                return float4(lightFinal*_Color.rgb,1.0);
            }

            ENDCG
        }
    }
    
}

 

Blinn-phong 高光

　　这个方式的高光是一种数学模型的优化，它将计算反射向量的过程替换为计算视线和光线的半角向量，提高了运算速度，它的效果比较平滑，运算速度快。