概述

Blinn-Phong式高光反射模型是对Phong式高光反射模型的改进，它不再使用反射向量计算镜面反射，而是使用半角向量进行计算。

半角向量为视角方向和灯光方向的角平分线方向。

高光反射光照颜色 = 光源的颜色 * 材质高光反射颜色 * max(0, dot(标准化后顶点法线方向向量, 标准化后半角方向向量))幂

幂 代表光泽度

Blinn-Phong和Phong的区别

1. 高光散射：Blinn-Phong模型的高光通常会产生相对均匀的高光散射，这会使物体看起来光滑均匀。Phong模型的高光可能会呈现更为锐利的高光散射，导致一些区域看起来特别亮，而另一些区域特别暗。
2. 高光锐度：Blinn-Phong模型的高光通常具有较广的散射角，因此看起来不那么锐利。Phong模型的高光可能会更加锐利，特别是在观察者和光源夹角较小时，可能表现为小而亮的点。
3. 光滑度和表面纹理：Blinn-Phong模型通常更适合表现光滑的表面，因为它考虑了表面微观凹凸之间的相互作用，使得光照在表面上更加均匀分布。Phong模型更适合表现具有粗糙表面物体的物体，因为它的高光散射可能会使纹理和细节更加突出。
4. 镜面高光大小：Blinn-Phong模型通常产生的镜面高光相对较大，但均匀分布。Phong模型可能会产生较小且锐利的高光。
5. 性能上的不同：Blinn-Phong模型通常比Phong模型计算更快。

ShaderLab示例

Blinn-Phong式高光反射模型逐顶点光照

SubShader
{
    Pass
    {
        Tags
        {
            "LightMode"="ForwardBase"
        }
        CGPROGRAM
        #pragma vertex vert
        #pragma fragment frag

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

        fixed4 _SpecularColor;
        float _SpecularLevel;

        struct v2f
        {
            float4 vertex : SV_POSITION;
            fixed3 color : COLOR;
        };

        v2f vert(appdata_base v)
        {
            v2f o;
            o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
            // 获得标准化顶点法线向量
            float3 normal = UnityObjectToWorldDir(v.normal);
            // 将模型空间下的顶点位置转换到世界空间下
            float3 worldPos = mul(UNITY_MATRIX_M, v.vertex);
            // 获取标准化半角方向向量
            float3 viewDir = normalize(_WorldSpaceCameraPos.xyz - worldPos);
            float3 lightDir = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);
            float3 halfAngle = normalize(viewDir + lightDir);
            o.color = _LightColor0.rgb * _SpecularColor.rgb * pow(max(0, dot(normal, halfAngle)), _SpecularLevel);
            return o;
        }

        fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
        {
            return fixed4(i.color.rgb, 1);
        }
        ENDCG
    }
}

Blinn-Phong式高光反射模型逐片元光照

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

    Pass
    {
        CGPROGRAM
        #pragma vertex vert
        #pragma fragment frag

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

        fixed4 _SpecularColor;
        float _SpecularLevel;

        struct v2f
        {
            float4 vertex : SV_POSITION;
            // 世界空间下的法线信息
            fixed3 wNormal : NORMAL;
            // 世界空间下的顶点坐标
            float3 wPos : TEXCOORD0;
        };

        v2f vert(appdata_base v)
        {
            v2f o;
            o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
            o.wNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
            o.wPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;
            return o;
        }

        fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
        {
            // 获取标准化观察方向向量
            float3 viewDir = normalize(_WorldSpaceCameraPos.xyz - i.wPos);
            // 获取标准化半角方向向量
            float3 lightDir = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);
            float3 halfAngle = normalize(viewDir + lightDir);
            return fixed4(_LightColor0.rgb * _SpecularColor.rgb * pow(max(0, dot(i.wNormal, halfAngle)), _SpecularLevel), 1);
        }
        ENDCG
    }
}