Unity Shader学习-单张纹理

UV坐标

顶点UV坐标的范围一般都在[0,1]的范围内
Unity中的纹理坐标原点在左下角(0,0)

单张纹理

定义纹理属性

要给材质添加纹理，首先需要在Properties中定义一个纹理属性

Properties{_MainTex("MainTex",2D) = "white"{}
}

声明变量

然后需要在Pass中声明与属性类型相对应的变量

sampler2D _MainTex;
float4 _MainTex_ST;

除了_MainTex,还需要定义一个_MainTex_ST来存储纹理的缩放(Scale)和平(Translation)移，命名格式必须为纹理名_ST。

定义结构体

struct a2v{float4 vertex : POSITION;float3 normal : NORMAL;//存放纹理坐标float4 texcoord : TEXCOORD0;
};
struct v2f{float4 pos : POSITION;float3 worldNormal : TEXCOORD0;float3 worldLightDir : TEXCOORD1;//存放纹理坐标的uvfloat2 uv : TEXCOORD2;
};

光照计算

环境光

使用tex2D对纹理进行采样，得到纹素值，然后与定义的属性颜色进行混合，得到反射率,然后与环境光相乘得到环境光

fixed3 albedo = tex2D(_MainTex,i.uv) * _Color.rgb;
fixed3 ambient = UNITY_UNITYLIGHTMODEL_AMBIENT.xyz* albedo;

漫反射

漫反射计算要光源颜色，材质的颜色，同一坐标下的法线和光照方向
材质的颜色由纹理采样得到

fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * albedo.rgb * saturate(dot(worldNormal,worldLightDir));

高光反射

高光反射计算

fixed3 viewDir = normalize(UnityObjectSpaceViewDir(i.worldPos);
fixed3 halfDir = normalize(worldLightDir + viewDir);\
fixed3 specular = _LightColor0.rgb * _Specular.rgb * pow(max(0,dot(worldNormal,halfDir)),_Gloss);

最终光照计算

当物体与光源的光照进行计算的时候，由于物体有一个反射率，光照照射到物体上的时候，有一部分光会被物体吸收，与物体的反射率相乘可以得到反射的光线。
环境光和漫反射都会有一部分光线被吸收，而高光反射不会，所以前两者都需要与反射率做乘法运算得出最终的光照结果。
最后每个光照的运算结果相加得出最后的光照效果。
(个人查资料后得到的见解，如果不对欢迎留言，我这边及时改QAQ)

retunr fixed4(ambient + diffuse + specular,1);

完整代码

Shader "Custom/MySingleShader"
{Properties{_Color ("Color", Color) = (1,1,1,1)_MainTex ("Main Tex", 2D) = "white" {}_Specular ("Specular", Color) = (1,1,1,1)_Gloss ("Gloss", Range(8,256)) = 20}SubShader{Tags { "RenderType"="Opaque" }LOD 200Pass{Tags { "LightMode"="ForwardBase" }LOD 200CGPROGRAM#include "UnityCG.cginc"#include "Lighting.cginc"#pragma vertex vert#pragma fragment fragfixed4 _Color;sampler2D _MainTex;float4 _MainTex_ST;fixed4 _Specular;float _Gloss;struct a2v{fixed4 vertex : POSITION;fixed3 normal : NORMAL;fixed4 texcoord : TEXCOORD0;};struct v2f{float4 pos : SV_POSITION;float3 worldNormal : TEXCOORD0;float3 worldPos : TEXCOORD1;float2 uv : TEXCOORD2;};v2f vert(a2v v) : POSITION{v2f o;o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld,v.vertex).xyz;o.uv = TRANSFORM_TEX(v.texcoord,_MainTex).xy;return o;}fixed4 frag(v2f i) : SV_Target{fixed3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);fixed3 worldLightDir =normalize(UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos));fixed3 albedo = tex2D(_MainTex,i.uv).rgb * _Color.rgb;fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz * albedo;fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * albedo *  max(0,dot(worldNormal,worldLightDir));fixed3 viewDir =normalize(UnityWorldSpaceViewDir(i.worldPos));fixed3 halfDir = normalize(viewDir + worldLightDir);fixed3 specular = _LightColor0.rgb * _Specular.rgb * pow(max(0,dot(worldNormal,halfDir)),_Gloss);return fixed4(ambient + diffuse + specular,1.0);}ENDCG}}FallBack "Diffuse"
}

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