概述

半兰伯特光照模型是基于兰伯特光照模型的改进，可以让背光面也有明暗变化。

漫反射光颜色 = 光源的颜色 * 材质的颜色 * ((标准化后物体表面法线向量 * 标准化后光源方向向量) * 0.5 + 0.5)

把原本兰伯特光照模型的 -1 ~ 1 映射到了 0 ~ 1 中。

ShaderLab示例

半兰伯特光照模型逐顶点光照

SubShader
{
    Tags
    {
        "LightMode" = "ForwardBase"
    }
    Pass
    {
        CGPROGRAM
        #pragma vertex vert
        #pragma fragment frag
        #include "UnityCG.cginc"
        #include "Lighting.cginc"

        // 材质漫反射颜色
        fixed4 _MainColor;

        // 顶点着色器传递给片元着色器的内容
        struct v2f
        {
            // 裁剪空间下的顶点坐标信息
            float4 pos: SV_POSITION;
            // 对应顶点的漫反射光照颜色
            fixed3 color: COLOR;
        };

        // 逐顶点光照 所以把光照计算写在顶点着色器中
        v2f vert(appdata_base v)
        {
            v2f o;
            // 模型空间下的顶点转换到世界坐标系
            o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);

            // 获取世界坐标下的法线信息
            float3 normal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
            // 获取归一化的光源方向
            float3 lightDir = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);

            fixed3 color = _LightColor0.rgb * _MainColor * (dot(normal, lightDir) * 0.5 + 0.5);
            // 记录颜色 传递给片元着色器
            o.color = color + UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.rgb;
            return o;
        }

        fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
        {
            // 把计算好的兰伯特光照颜色传递出去
            return fixed4(i.color.rgb, 1);
        }
        ENDCG
    }

半兰伯特光照模型逐片元光照

SubShader
{
    Tags
    {
        "LightMode"="ForwardBase"
    }

    Pass
    {
        CGPROGRAM
        #pragma vertex vert
        #pragma fragment frag

        #include "UnityCG.cginc"
        #include "Lighting.cginc"

        fixed4 _MainColor;

        struct v2f
        {
            // 裁剪空间下的顶点位置
            float4 vertex : SV_POSITION;
            // 世界空间下的法线位置
            float3 normal : NORMAL;
        };

        v2f vert(appdata_base v)
        {
            v2f o;
            // 转换模型空间下的顶点到裁剪空间中
            o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
            // 转换模型空间下的法线到世界空间中
            o.normal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
            return o;
        }

        fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
        {
            // 得到光源单位向量
            float3 lightDir = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);
            fixed3 color = _LightColor0.rgb * _MainColor.rgb * (dot(i.normal, lightDir) * 0.5 + 0.5);
            color = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT + color;
            return fixed4(color.rgb, 1);
        }
        ENDCG
    }