Unity Shader 之不锈钢（各向异性材质）

常见的实现方案

思路：
先求出半角向量halfVector
再求法线方向与光照方向的点积NdotL
半角向量与各向异性方向点积HdotA
求出各向异性：
sin(（半角向量与各向异性方向点积+偏移值）的弧度值 * 180)
再根据各向异性求出反光强度spec
最后与光照颜色等进行整合

主要代码：

inline fixed4 LightingAnisotropic (SurfaceAnisoOutput s, fixed3 lightDir, half3 viewDir, fixed atten)
{  fixed3 halfVector = normalize(normalize(lightDir) + normalize(viewDir));//normalize()函数把向量转化成单位向量  float NdotL = saturate(dot(s.Normal, lightDir));  fixed HdotA = dot(normalize(s.Normal + s.AnisoDirection), halfVector);  float aniso = max(0, sin(radians((HdotA + _AnisoOffset) * 180f)));//radians()函数将角度值转换为弧度值   float spec = saturate(pow(aniso, s.Gloss * 128) * s.Specular);//saturate(x）函数   如果x小于0返回 0;如果x大于1返回1;否则返回x;把x限制在0-1  fixed4 c;  c.rgb = ((s.Albedo * _LightColor0.rgb * NdotL) + (_LightColor0.rgb * _SpecularColor.rgb * spec)) * (atten * 2);  c.a = 1.0;  return c;  }

效果图：

参考链接：http://blog.csdn.net/wolf96/article/details/41843973

本文的实现方案

公式：公式采用的是Ward 92年在 Measuring and modeling anisotropic reflection中提出的。
各项异性材质是BRDF的一部分，有关BRDF的论文很多，这里推荐一篇Physically-Based Shading at Disney by Brent Burley, Walt Disney Animation Studios [Revised Aug 31, 2012. Corrected normalization factor in Equation 4.]，在这篇论文中还讲到了关于各项异性的几篇文章包括Walter在2005年在 Notes on the Ward BRDF中提出了对Ward各项异性材质公式的一些优化算法，以及Pacanowski在2012年在Oliver Salazar Celis中提出的关于各项异性材质的新的公式。有兴趣的童鞋可以试试。
本文中用到的贴图
Shader中的主要代码

float _Diffuse, _Specular;
float _Gloss;
float _AnisoX, _AnisoY, _AnisoAngle, _AnisoIntensity;
sampler2D _AnisoTexture; float4 _AnisoTexture_ST;struct v2f
{float4 pos : SV_POSITION;float3 normal : NORMAL;float4 tangent : TANGENT;float4 worldPos : TEXCOORD0;float2 texcoord : TEXCOORD1;LIGHTING_COORDS(3, 4)
};void vert(in appdata_tan v, out v2f output)
{output.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);output.normal = v.normal;output.tangent = v.tangent;output.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex);output.worldPos /= output.worldPos.w;output.texcoord = v.texcoord;TRANSFER_VERTEX_TO_FRAGMENT(output);
}void frag(in v2f input, out float4 c : COLOR)
{c.rgb = 0;float3 lightColor = _LightColor0.rgb;float3 vertPos = input.worldPos.xyz;float3 lightPos = _WorldSpaceLightPos0.xyz;float3 normalDir = normalize(UnityObjectToWorldNormal(input.normal));float3 tangentDir = normalize(UnityObjectToWorldNormal(input.tangent));float3 bitangentDir = normalize(cross(tangentDir, normalDir));float3 anisoDir = normalize(UnpackNormal(tex2D(_AnisoTexture, input.texcoord)));float3 lightDir = lightPos - vertPos;if (_WorldSpaceLightPos0.w<0.001) lightDir = lightPos;float3 b = bitangentDir;float3 t = tangentDir;float3 n = normalDir;//if (anisoDir.z<0.99){float Pi = 3.141592654;float3 anisoParam = tex2D(_AnisoTexture, TRANSFORM_TEX(input.texcoord, _AnisoTexture));_AnisoX = anisoParam.r;_AnisoY = anisoParam.g;_AnisoAngle = anisoParam.b * 180;//t = normalize(anisoDir.x * tangentDir + anisoDir.y * bitangentDir);t = t * cos(_AnisoAngle*Pi/180) + b * sin(_AnisoAngle*Pi/180);n = normalDir;b = normalize(cross(t,n));}float3 l = normalize(lightDir);float3 v = normalize(_WorldSpaceCameraPos.xyz - vertPos);               float3 h = normalize(l+v);              float3 dotLN = saturate(dot(l,n));float3 dotHN = saturate(dot(h,n));float3 dotHT = (dot(h,t));float3 dotHB = (dot(h,b));float3 dotVN = max(0.01,dot(v,n));// attenuatefloat attenuation = LIGHT_ATTENUATION(input);// diffusefloat3 diffuse = dotLN * lightColor * _Diffuse;// specularfloat3 specular = pow(dotHN, _Gloss*256) * _Specular * lightColor;specular = _Specular * lightColor *  sqrt(dotLN/dotVN) * exp(-2 * (dotHT*dotHT/_AnisoX/_AnisoX + dotHB*dotHB/_AnisoY/_AnisoY)/(1+dotHN));// reflect float3 rv = reflect(-v, n);rv -= t * dot(rv,t);float3 refl = 0;for (int i=0; i<0; i++) {float3 drv = rv + t*i*0.02;refl += UNITY_SAMPLE_TEXCUBE_LOD(unity_SpecCube0, drv, 0);drv = rv -t*i*0.02;refl += UNITY_SAMPLE_TEXCUBE_LOD(unity_SpecCube0, drv, 0);}refl /= 10;//refl =  UNITY_SAMPLE_TEXCUBE_LOD(unity_SpecCube0, reflect(-v, n), 0);//refl = UNITY_SAMPLE_TEXCUBE_LOD(unity_SpecCube0, rv, 0);c.rgb = attenuation * (diffuse + specular);#ifdef UNITY_PASS_FORWARDBASEc.rgb += refl*0.2;#endif//c.rgb = attenuation;//c.rgb = sqrt(dotLN/dotVN)/10;//c.rgb = 0;//c.rgb = specular;//c.rgb = 0;c.a = 0;
}

效果图：

有需要完整工程的童鞋可以留言给我。

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