原理
反射效果的原理就是利用立方体纹理进行环境映射,利用摄像机看向物体表面顶点的方向向量作为入射光,结合顶点法线向量可以计算出反射向量,然后利用反射方向向量在立方体纹理中进行采样,得到最终反射的颜色;
利用了光路可逆原则;
ShaderLab实现
Shader "Study/ReflectBase"
{
Properties
{
// 立方体纹理
_Cube("CubeMap", Cube) = ""{}
// 反射率
_Reflectivity("Reflectivity", Range(0, 1)) = 1
}
SubShader
{
Tags
{
"RenderType" = "Opaque"
"RenderQueue" = "Geometry"
}
Pass
{
Tags
{
"LightMode" = "ForwardBase"
}
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "UnityCG.cginc"
#include "Lighting.cginc"
samplerCUBE _Cube;
float _Reflectivity;
struct v2f
{
float4 pos : SV_POSITION;
// 世界空间下的反射向量
float3 worldRefl : TEXCOORD0;
};
v2f vert(appdata_base v)
{
v2f o;
o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
// 计算反射光向量
float3 worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
// 世界空间下的顶点坐标
fixed3 worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;
// 计算视角方向 内部计算是用摄像机位置-目标世界坐标位置
fixed3 worldViewDir = UnityWorldSpaceViewDir(worldPos);
// 计算反射向量
o.worldRefl = reflect(-worldViewDir, worldNormal);
return o;
}
fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
{
// 对立方体纹理利用对应的反射向量进行采样
fixed4 cubemapColor = texCUBE(_Cube, i.worldRefl);
return cubemapColor * _Reflectivity;
}
ENDCG
}
}
}
反射结合漫反射
Shader "Study/ReflectWithDiffuse"
{
Properties
{
// 漫反射颜色
_Color("Color", Color) = (1, 1, 1, 1)
// 反射颜色
_ReflectColor("ReflectColor", Color) = (1, 1, 1, 1)
// 立方体纹理
_Cube("CubeMap", Cube) = ""{}
// 反射率
_Reflectivity("Reflectivity", Range(0, 1)) = 1
}
SubShader
{
Tags
{
"RenderType" = "Opaque"
"RenderQueue" = "Geometry"
}
Pass
{
Tags
{
"LightMode" = "ForwardBase"
}
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#pragma multi_compile_fwdbase
#include "UnityCG.cginc"
#include "Lighting.cginc"
#include "AutoLight.cginc"
fixed4 _Color;
fixed4 _ReflectColor;
samplerCUBE _Cube;
float _Reflectivity;
struct v2f
{
float4 pos : SV_POSITION;
// 世界空间下法线
float3 worldNormal : NORMAL;
// 世界空间下顶点
float3 worldPos : TEXCOORD0;
// 世界空间下的反射向量
float3 worldRefl : TEXCOORD1;
// 阴影
SHADOW_COORDS(2)
};
v2f vert(appdata_base v)
{
v2f o;
o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
// 计算反射光向量
o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
// 世界空间下的顶点坐标
o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;
// 计算视角方向 内部计算是用摄像机位置-目标世界坐标位置
fixed3 worldViewDir = UnityWorldSpaceViewDir(o.worldPos);
// 计算反射向量
o.worldRefl = reflect(-worldViewDir, o.worldNormal);
// 阴影相关处理
TRANSFER_SHADOW(o);
return o;
}
fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
{
// 漫反射光照计算
fixed3 worldLightDir = normalize(UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos));
// 漫反射颜色
fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * _Color.rgb * max(0, dot(normalize(i.worldNormal), worldLightDir));
// 对立方体纹理利用对应的反射向量进行采样
fixed3 cubemapColor = texCUBE(_Cube, i.worldRefl).rgb * _ReflectColor.rgb;
// 阴影衰减
UNITY_LIGHT_ATTENUATION(atten, i, i.worldPos);
// 利用lerp在漫反射颜色和反射颜色间进行差值
fixed3 color = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.rgb + lerp(diffuse, cubemapColor, _Reflectivity) * atten;
return fixed4(color, 1);
}
ENDCG
}
}
FallBack "Reflective/VertexLit"
}