HLSL 学习笔记7 Light Mode

Light Mode

根据现有参数（lightVec, eyeVec, normal…）计算最终颜色的算法

Blinn Phong

前面所学的Ambient+Diffuse+Specular

Phong

区别在于高光计算

高光：镜面反射。但大部分材质只能反射最亮的部分，反射带有模糊
所以真实的模拟高光：需要reflection map，做一些处理去掉过于暗的部分，然后像全局光照中的Cube Map 那样贴到物体上

所以在Phong中使用更真实的方法计算高光

①计算光向量和眼睛向量夹角中线和法线的夹角

float R=-reflect(L,N); //计算出射光线
float RdotV=saturate(dot(R,V));//计算出射光线和眼睛向量的夹角
float SpecPower=pow(RdotV,gloss);

②计算光泽范围

float SpecPower=pow(RdotV,gloss);

③Specular=SpecPowerSpecularColorSpecularTexture;

Blinn更适合计算金属材质
Phong更适合塑料材质

Cook/Torrence

最初用于模拟金属
光滑的物体，微观下也是不平的。所以镜面反射式存在损失的
N:法线
L:光向量
V：眼睛向量
H:眼睛和光线夹角中线

float CookTorrance(float NdotL, float NdotV, float NdotH,float VdotH, float Roughness1, float Roughness2)
{ Roughness*=3.0f;//Compute geometric termfloat G1 =(2.0f*NdotH*NdotV)/VdotH;float G2 =(2.0f*NdotH*NdotL)/VdotH;float G=min(1.0f,max(0.0f,min(G1,G2)));//选择G1和G2中最小的那个但要在[0.0f,1.0f]的范围内//Compute fresnel term 光在模型边缘的作用float F=Roughness2+(1.0f-Roughness2)*pow(1.0f-NdotV,5.0f);//Compute the roughness term 计算表面的粗糙度float R_2=Roughness1*Roughness1;float NdotH_2= NdotH* NdotH;float A=1.0f/(4.0f*R_2*NdotH_2*NdotH_2);float B=exp(-(1.0f-NdotH_2)/(R_2*NdotH_2));float R=A*B;return ((G*F*R)/(NdotH*NdotV));}float4 pixel(vertex2pixel In, unifrom float4 lightColor)
{Ambient=AmbientColor*ColorTexture;Specular=CookTorrance(......)*SpecularColor*SpecularTexture;float4 final_light=lightColor*diffuselight*((ColorTexture*DiffuseColor)+Specular)+Ambient;
}

Roughness即可使用变量输入：整个物体的粗糙度一样
也可使用贴图输入：Roughness1,Roughness2存在R和G通道
可以精细控制同一物体不同地方的粗糙度

Oren Nayar

模拟漫反射
一般的漫反射：用法线和光向量的夹角来表示，这种情况漫反射模拟的表面比较光滑
实际上：许多材质非常粗糙

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