初探Surface Shader背后的机制(2)

刀锋狼

LIGHTMAP_OFF

// lightmaps:

#ifndef LIGHTMAP_OFF

// 计算LightMap，这部分不懂

#ifndef DIRLIGHTMAP_OFF

// directional lightmaps

fixed4 lmtex = tex2D(unity_Lightmap, IN.lmap.xy);

fixed4 lmIndTex = tex2D(unity_LightmapInd, IN.lmap.xy);

half3 lm = LightingLambert_DirLightmap(o, lmtex, lmIndTex, 0).rgb;

#else // !DIRLIGHTMAP_OFF

// single lightmap

fixed4 lmtex = tex2D(unity_Lightmap, IN.lmap.xy);

fixed3 lm = DecodeLightmap (lmtex);

#endif // !DIRLIGHTMAP_OFF

// combine lightmaps with realtime shadows

#ifdef SHADOWS_SCREEN

#if (defined(SHADER_API_GLES) || defined(SHADER_API_GLES3)) && defined(SHADER_API_MOBILE)

c.rgb += o.Albedo * min(lm, atten*2);

#else

c.rgb += o.Albedo * max(min(lm,(atten*2)*lmtex.rgb), lm*atten);

#endif

#else // SHADOWS_SCREEN

c.rgb += o.Albedo * lm;

#endif // SHADOWS_SCREEN

// 给Alpha通道赋值

c.a = o.Alpha;

#endif // LIGHTMAP_OFF

// 调用自定义的final函数，

// 对像素值进行最后的更改

final (surfIN, o, c);

return c;

}

ENDCG

}

// —- end of surface shader generated code

#LINE 57

}

FallBack “Diffuse”

}

其中比较重要的部分我都写了注释。

一些问题

回到我们一开始的那个问题：为什么我的场景里没有灯光，但物体不是全黑的呢？这一切都是Fragment Shader中一些颜色叠加计算的结果。

我们仔细观察Fragment Shader中计算颜色的部分。前面说过，它使用LightingXXX对颜色值进行初始化，但后面还进行了一系列颜色叠加计算。其中，在没有使用LightMap的情况下，Unity还计算了vertex lights对颜色的影响，也就是下面这句话：

#ifdef LIGHTMAP_OFF

// 如果没有开启LightMap,

// 向像素叠加vertex light的光照颜色

c.rgb += o.Albedo * IN.vlight;

#endif // LIGHTMAP_OFF

而IN.vlight是在Vertex Shader中计算的：

//如果没有开启LightMap，

//vertex lights就是球面调和函数的结果

//球面调和函数ShadeSH9在UnityCG.cginc里定义

float3 shlight = ShadeSH9 (float4(worldN,1.0));

o.vlight = shlight;

我们可以去查看ShadeSH9函数的实现：

// normal should be normalized, w=1.0

half3 ShadeSH9 (half4 normal)

{

half3 x1, x2, x3;

// Linear + constant polynomial terms

x1.r = dot(unity_SHAr,normal);

x1.g = dot(unity_SHAg,normal);

x1.b = dot(unity_SHAb,normal);

// 4 of the quadratic polynomials

half4 vB = normal.xyzz * normal.yzzx;

x2.r = dot(unity_SHBr,vB);

x2.g = dot(unity_SHBg,vB);

x2.b = dot(unity_SHBb,vB);

// Final quadratic polynomial

float vC = normal.x*normal.x – normal.y*normal.y;

x3 = unity_SHC.rgb * vC;

return x1 + x2 + x3;

}

它是一个球面调和函数，但unity_SHAr这些变量具体是什么我还不清楚。。。如果有人知道麻烦告诉我一下，不胜感激~但是，这些变量是和Unity使用了一个全局环境光（你可以在Edit->RenderSettings->Ambient Light中调整）有关。如果把这个环境光也调成黑色，那么场景就真的全黑了。

呼呼呼，关于这些光源计算的部分就是一开始所说的那些让写shader变得很复杂的原因之一！如果你真的去看那些在UnityCG.cginc、AutoLight.cginc等文件里的关于指令的定义，可以发现Unity是根据定义的光照类型来处理不同的光照的。这部分还没有搞明白，后面会继续探究一下的！

转载: 游戏开发网

HIDEOKOJIMA

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