2018.10.10

小结
老规矩，继续了基础纹理的学习（shader入门精要这本书真是新手福音，感谢乐乐学姐）。接昨天在世界坐标下计算法线纹理，今天继续了渐变纹理及遮罩纹理的学习。整体上来说，后面两种都算是法线纹理的一点小改动吧。现在尽量还是多跟着书上的代码敲一敲，多熟悉吧。今天还大概看了点，OGSL的内容，感觉明天得再去找本讲的细一点的书。稍微浏览了一下shadertoy上的大神作品。真是羡慕啊，感觉自己的进度还是太慢了，容易产生杂念，今天思想老是抛锚。
不过还是不能急，多年半途而废的经验告诉我，保持热情的方法就是（好吧我也不知道，但是急肯定是没用的）
至少今天比起昨天，我稍微能看懂shadertoy上的一两行了,还是有信心的。GOOD GOOD STUDY DAY DAY UP!
在看代码的时候发现，老是容易忘记定义的参数该如何使用。今天认真总结了这几天的代码，发现其实要在片元着色实现某些计算时，参数的使用往往都有一个基本模块。将每一个模块的参数使用时的代码，放到一起。这样阅读代码的时候，有条理多了，也更容易记住。
今日学习代码：
在世界坐标下的法线纹理实现
Shader “Unlit/bump mapping2”
{
Properties
{ _Color("Color Tint ",Color) = (1,1,1,1)
_MainTex(“MainTex”,2D) = “white”{} //模型纹理坐标
_BumpMap(“Normal Map”,2D) = “bump”{} // 法线纹理坐标。bump 内置法线纹理，默认为模型自带法线信息
_BumpScale(“BumpScale”,Float) = 1.0 // 控制凹凸程度，为0时，意味该法线纹理不会对光照产生任何影响
_Specular(“Specular”,Color) = (1,1,1,1)
_Gloss(“Gloss”,Range(8.0,256)) = 20
}
SubShader
{

     Pass{   Tags { "LightMode" = "ForwardBase" }CGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag// make fog work#pragma multi_compile_fog#include "Lighting.cginc"#include "UnityCG.cginc"fixed4 _Color;sampler2D _MainTex;float4 _MainTex_ST;          //纹理属性（平铺，偏移系数）sampler2D _BumpMap;float4 _BumpMap_ST;          //同上float _BumpScale;            // 法系纹理对光照的反应程度fixed4 _Specular;float _Gloss;struct a2v{float4 vertex:POSITION;float3 normal:NORMAL;float4 tangent:TANGENT;                  //将顶点的切线方向填充至tangent中（4个变量，w决定z方向）float4 texcoord:TEXCOORD0;               //纹理坐标};struct v2f{float4 pos:SV_POSITION;float4 uv:TEXCOORD0;                      //uv存放了两种纹理的坐标（模型，法线）float4 line1:TEXCOORD1;float4 line2:TEXCOORD2;float4 line3:TEXCOORD3;};v2f vert(a2v v){v2f o;o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);                     //裁剪空间下的顶点坐标o.uv.xy = v.texcoord.xy*_MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw;    //纹理属性ST变换o.uv.zw = v.texcoord.xy*_BumpMap_ST.xy + _BumpMap_ST.zw;     //法线纹理变换float3 worldPos = mul(unity_ObjectToWorld,v.vertex).xyz;           //世界空间下的顶点坐标//计算从切线空间到世界空间的变换矩阵float3 worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);       //顶点法线float3 worldTangent = UnityObjectToWorldDir(v.tangent.xyz);    //切线向量float3 worldBinormal = cross(worldNormal, worldTangent)*v.tangent.w;  //副法线向量// 将矩阵按行存储，第四位参数存放坐标o.line1 = float4(worldTangent.x,worldBinormal.x,worldNormal.x,worldPos.x);o.line2 = float4(worldTangent.y, worldBinormal.y, worldNormal.y, worldPos.y);o.line3 = float4(worldTangent.z, worldBinormal.z, worldNormal.z, worldPos.z);return o;}fixed4 frag(v2f i) : SV_Target{//准备纹理法线方向fixed4 packedNormal = tex2D(_BumpMap, i.uv.zw);      //对法线纹理采样fixed3 tangentNormal = UnpackNormal(packedNormal);  //将按像素方式存储的法线数据（），映射回法线数据tangentNormal.xy *= _BumpScale;                      // 切线及副法线乘以对光线的影响系数（控制凹凸效果）tangentNormal.z = sqrt(1 - saturate(dot(tangentNormal.xy,tangentNormal.xy)));  //计算切线空间中的法线//变换矩阵，将法线变换到世界空间下float3 tangentNormalToworld = normalize(half3(dot( i.line1.xyz, tangentNormal),dot(i.line2.xyz, tangentNormal),dot(i.line3.xyz, tangentNormal)));fixed3 albedo = tex2D(_MainTex,i.uv.xy).rgb*_Color.rgb;        // 获得纹素数据fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT * albedo; //环境光//准备入射光方向  视角方向float3 worldPos = float3(i.line1.w, i.line2.w, i.line3.w);fixed3 lightDir = normalize(UnityWorldSpaceLightDir(worldPos));fixed3 viewDir = normalize(UnityWorldSpaceViewDir(worldPos));//计算漫反射，高光反射fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb*albedo*max(0, dot(tangentNormalToworld,lightDir));//反射光（使用的是切线空间坐标系）fixed3 h = normalize(tangentNormalToworld + lightDir);fixed3 specular = _LightColor0.rgb*_Specular.rgb*pow(max(0,dot(tangentNormalToworld,h)),_Gloss);return fixed4(specular + ambient + diffuse, 1);}ENDCG
}}  Fallback "Specular"

}

渐变纹理实现
// Upgrade NOTE: replaced ‘_Object2World’ with ‘unity_ObjectToWorld’

// Upgrade NOTE: replaced ‘_Object2World’ with ‘unity_ObjectToWorld’

// Upgrade NOTE: replaced ‘mul(UNITY_MATRIX_MVP,)’ with 'UnityObjectToClipPos()’

Shader “Unlit/RampTEX”
{
Properties
{ _Color("Color Tint ",Color) = (1,1,1,1)
_RampTex(“RampTex”,2D) = “white”{} //模型纹理坐标
_Specular(“Specular”,Color) = (1,1,1,1)
_Gloss(“Gloss”,Range(8.0,256)) = 20
}
SubShader
{

     Pass{   Tags { "LightMode" = "ForwardBase" }CGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag// make fog work#pragma multi_compile_fog#include "Lighting.cginc"#include "UnityCG.cginc"fixed4 _Color;sampler2D _RampTex;float4 _RampTex_ST;          //纹理属性（平铺，偏移系数）fixed4 _Specular;float _Gloss;struct a2v{float4 vertex:POSITION;float3 normal:NORMAL;float4 texcoord:TEXCOORD0;               //纹理坐标};struct v2f{float4 pos:SV_POSITION;float3 worldNormal:TEXCOORD0;float3 worldPos:TEXCOORD1;float2 uv:TEXCOORD2;};v2f vert(a2v v){v2f o;o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);                     //裁剪空间下的顶点坐标o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld,v.vertex).xyz;o.uv = TRANSFORM_TEX(v.texcoord,_RampTex);        //内置宏计算平铺和平移之后的纹理坐标return o;}fixed4 frag(v2f i) : SV_Target{fixed3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);fixed3 lightDir = normalize(UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos));fixed3 viewDir = normalize(UnityWorldSpaceViewDir(i.worldPos));fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz;fixed halfLambert = 0.5*dot(worldNormal, lightDir) + 0.5;           //半兰伯特模型,该部分的取值范围为【0,1】// 用半兰伯特模型构建一个纹理坐标并对渐变纹理（RampTex）采样，考虑到渐变纹理实质上只是一个一维纹理（纵轴不变）fixed3 diffuseColor = tex2D(_RampTex, fixed2(halfLambert, halfLambert)).rgb*_Color.rgb; //（漫反射系数）fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb*diffuseColor;fixed3 halfDir = normalize(lightDir+viewDir);fixed3 specular = _LightColor0.rgb*_Specular.rgb*pow(max(0, dot(worldNormal, halfDir)), _Gloss);return fixed4(specular + ambient + diffuse, 1);}ENDCG
}}  Fallback "Specular"

}
**遮罩纹理实现
// Upgrade NOTE: replaced ‘mul(UNITY_MATRIX_MVP,)’ with 'UnityObjectToClipPos()’

Shader “Unlit/MaskTexure” //对高光部分进行遮罩处理
{
Properties
{
_Color(“Color”,Color)=(1,1,1,1)
_MainTex(“MainTex”,2D) = “white”{}

 //法线纹理部分_BumpMap("NormalMap",2D) = "white"{}_BumpScale("Bump scale",float)=1//高光反射部分_SpecularMask("SpecularMask",2D) = "white"{}_Specular("Specular",Color) = (1,1,1,1)_SpecularScale("SpecularScale",float) = 1_Gloss("Gloss",Range(8,256)) = 20
}SubShader{Pass{   Tags{"LightMode" = "ForwardBase"}CGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag// make fog work#pragma multi_compile_fog#include "UnityCG.cginc"#include "Lighting.cginc"fixed4 _Color;sampler2D _MainTex;float4 _MainTex_ST;float _BumpScale;sampler2D _BumpMap;sampler2D _SpecularMask;float _SpecularScale;fixed4 _Specular;float _Gloss;struct appdata{float4 vertex:POSITION;float3 normal:NORMAL;float4 tangent:TANGENT;float4 texcoord:TEXCOORD0;};struct v2f{float4 pos:SV_POSITION;float3 LightDir:TEXCOORD0;float3 ViewDir:TEXCOORD1;float2 UV:TEXCOORD2;};v2f vert(appdata v){v2f o;o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);o.UV.xy = v.texcoord.xy*_MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw;TANGENT_SPACE_ROTATION;o.LightDir = mul(rotation, ObjSpaceLightDir(v.vertex)).xyz;o.ViewDir = mul(rotation, ObjSpaceViewDir(v.vertex)).xyz;return o;}fixed4 frag(v2f i) : SV_Target{    //将切线空间的入射光线及视角方向归一化，高光部分计算时使用fixed3 tangentLightDir = normalize(i.LightDir);fixed3 tangentViewDir = normalize(i.ViewDir);//获得切线空间下的法线方向（采样--反映射--解压缩）fixed3 tangentNormal = UnpackNormal(tex2D(_BumpMap, i.UV));tangentNormal.xy *= _BumpScale;tangentNormal.z = sqrt(1.0 - saturate(dot(tangentNormal.xy, tangentNormal.xy)));//计算纹素及环境光fixed3 albedo = tex2D(_MainTex, i.UV).rgb*_Color.rgb;fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT * albedo;//计算反射部分fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb*albedo*max(0, dot(tangentNormal, tangentLightDir));//计算高光部分，注意添加了高光遮罩纹理的处理fixed3 halfDir = normalize(tangentLightDir+tangentViewDir);fixed specularMask = tex2D(_SpecularMask, i.UV)*_SpecularScale;fixed3 specular = _LightColor0.rgb*_Specular.rgb*pow(max(0, dot(tangentNormal, halfDir)), _Gloss)*specularMask;return fixed4(ambient+diffuse+specular,1);}ENDCG
}
}

}

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