关于UnityShader的入门学习 (二)

1.逐顶点的漫反射Shader

Shader "Mocha/04 Diffuse Vertex"{//逐顶点的漫反射
    
    Properties{
    
    _Diffuse("Diffuse Color",Color)=(1,1,1,1)
    }


    SubShader{
    
        Pass{
            //只有定义了正确的LightMode才能得到一些Unity的内置光照变量
            Tags{"LightMode"="ForwardBase"}

            CGPROGRAM
#include  "Lighting.cginc"    //取得第一个直射光的颜色_LightColor0 Unity内置  取得第一个直射光的位置 _WorldSpaceLightPos0

            fixed3 _Diffuse;

            //顶点函数 这里只是声明了顶点函数的函数名
            //基本作用 完成顶点坐标从模型空间到剪裁空间的转换（从游戏环境到相机视野屏幕上）
#pragma vertex vert
            //片元函数 这里只是声明了片元函数的函数名
            //基本作用 返回模型对应的屏幕上的每一个像素的颜色值
#pragma fragment frag
            
            //使用结构体存储
            //a2v 即 application to vertex
            struct a2v{ 
                float4 vertex:POSITION;//告诉Unity把模型空间下的顶点坐标填充给vertex
                float3 normal:NORMAL;//告诉Unity把模型空间下的法线方向填充给normal
            };

            //使用结构体存储
            struct v2f{
                float4 position:SV_POSITION;//告诉Unity存储剪裁空间下的顶点坐标
                fixed3 color:COLOR;//存储颜色语义
            };

            v2f vert(a2v v){
                v2f f;

                f.position=mul(UNITY_MATRIX_MVP,v.vertex); //将模型空间坐标转换到剪裁空间坐标

                fixed3 ambient=UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.rgb;    //获取到Unity环境光

                fixed3 normalDir=normalize(mul(v.normal,(float3x3)_World2Object));//将模型空间转换到世界空间，再将向量量化

                //_World2Object 在左侧世界空间转模型空间，在右侧模型空间转世界空间

                fixed3 lightDir=normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);//对于每个顶点来说光的位置就是光的方向，因为光是平行光

                fixed3 diffuse=_LightColor0.rgb*max(dot(normalDir,lightDir),0)*_Diffuse.rgb;//取得漫反射的颜色

                f.color=diffuse + ambient;

                return f;
            }
            fixed4 frag(v2f f) : SV_Target{

                return fixed4(f.color,1);
            }


            ENDCG
        }
    
    }
    Fallback "VertexLit"

}

2.逐像素（片元）的漫反射Shader

Shader "Mocha/06 Diffuse Fragment HalfLambert"{//逐像素（片元）的半兰伯特光照
    
    Properties{
    
    _Diffuse("Diffuse Color",Color)=(1,1,1,1)
    }


    SubShader{
    
        Pass{
            //只有定义了正确的LightMode才能得到一些Unity的内置光照变量
            Tags{"LightMode"="ForwardBase"}

            CGPROGRAM
#include  "Lighting.cginc"    //取得第一个直射光的颜色_LightColor0 Unity内置  取得第一个直射光的位置 _WorldSpaceLightPos0

            fixed3 _Diffuse;

            //顶点函数 这里只是声明了顶点函数的函数名
            //基本作用 完成顶点坐标从模型空间到剪裁空间的转换（从游戏环境到相机视野屏幕上）
#pragma vertex vert
            //片元函数 这里只是声明了片元函数的函数名
            //基本作用 返回模型对应的屏幕上的每一个像素的颜色值
#pragma fragment frag
            
            //使用结构体存储
            //a2v 即 application to vertex
            struct a2v{ 
                float4 vertex:POSITION;//告诉Unity把模型空间下的顶点坐标填充给vertex
                float3 normal:NORMAL;//告诉Unity把模型空间下的法线方向填充给normal
            };

            //使用结构体存储
            struct v2f{
                float4 position:SV_POSITION;//告诉Unity存储剪裁空间下的顶点坐标
                fixed3 wordNormalDir:COLOR;//存储颜色语义
            };

            v2f vert(a2v v){
                v2f f;

                f.position=mul(UNITY_MATRIX_MVP,v.vertex); //将模型空间坐标转换到剪裁空间坐标

                f.wordNormalDir=mul(v.normal,(float3x3)_World2Object);

                return f;
            }
            fixed4 frag(v2f f) : SV_Target{

                fixed3 ambient=UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.rgb;    //获取到Unity环境光

                fixed3 normalDir=normalize(f.wordNormalDir);//将模型空间转换到世界空间，再将向量量化

                //_World2Object 在左侧世界空间转模型空间，在右侧模型空间转世界空间

                fixed3 lightDir=normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);//对于每个顶点来说光的位置就是光的方向，因为光是平行光

                float halfLambert=dot(normalDir,lightDir)*0.5+0.5;    //半兰伯特光照算法

                fixed3 diffuse=_LightColor0.rgb*halfLambert*_Diffuse.rgb;//取得漫反射的颜色

                fixed3 tempColor=diffuse + ambient;

                return fixed4(tempColor,1);
            }


            ENDCG
        }
    
    }
    Fallback "VertexLit"

}

3.逐顶点的高光反射Shader

Shader "Mocha/07 Specular Vertex"{//逐顶点的高光反射
    
    Properties{
    
    _Diffuse("Diffuse Color",Color)=(1,1,1,1)  //材质颜色
    _Specular("Specular Color",Color)=(1,1,1,1)//高光颜色
    _Gloss("Gloss",Range(8,200))=10               //高光参数
    }


    SubShader{
    
        Pass{
            //只有定义了正确的LightMode才能得到一些Unity的内置光照变量
            Tags{"LightMode"="ForwardBase"}

            CGPROGRAM
#include  "Lighting.cginc"    //取得第一个直射光的颜色_LightColor0 Unity内置  取得第一个直射光的位置 _WorldSpaceLightPos0

            fixed3 _Diffuse;
            fixed4 _Specular;
            half _Gloss;

            //顶点函数 这里只是声明了顶点函数的函数名
            //基本作用 完成顶点坐标从模型空间到剪裁空间的转换（从游戏环境到相机视野屏幕上）
#pragma vertex vert
            //片元函数 这里只是声明了片元函数的函数名
            //基本作用 返回模型对应的屏幕上的每一个像素的颜色值
#pragma fragment frag
            
            //使用结构体存储
            //a2v 即 application to vertex
            struct a2v{ 
                float4 vertex:POSITION;//告诉Unity把模型空间下的顶点坐标填充给vertex
                float3 normal:NORMAL;//告诉Unity把模型空间下的法线方向填充给normal
            };

            //使用结构体存储
            struct v2f{
                float4 position:SV_POSITION;//告诉Unity存储剪裁空间下的顶点坐标
                fixed3 color:COLOR;//存储颜色语义
            };

            v2f vert(a2v v){
                v2f f;

                f.position=mul(UNITY_MATRIX_MVP,v.vertex); //将模型空间坐标转换到剪裁空间坐标

                fixed3 ambient=UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.rgb;    //获取到Unity环境光

                fixed3 normalDir=normalize(mul(v.normal,(float3x3)_World2Object));//将模型空间转换到世界空间，再将向量量化

                //_World2Object 在左侧世界空间转模型空间，在右侧模型空间转世界空间

                fixed3 lightDir=normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);//对于每个顶点来说光的位置就是光的方向，因为光是平行光

                fixed3 diffuse=_LightColor0.rgb*max(dot(normalDir,lightDir),0)*_Diffuse.rgb;//取得漫反射的颜色

                fixed3 reflectDir=normalize(reflect(-lightDir,normalDir));//获取到发射光的单位向量

                fixed3 viewDir=normalize(_WorldSpaceCameraPos.xyz-mul(v.vertex,_World2Object).xyz);//获取到相机视角方向单位向量

                fixed3 specular=_LightColor0.rgb*_Specular*pow(max(dot(reflectDir,viewDir),0),_Gloss);//计算的到高光颜色（其中_Gloss为高光参数 根据效果需要更改数值 一般取大于10的数值）

                f.color=diffuse + ambient+specular;

                return f;
            }
            fixed4 frag(v2f f) : SV_Target{

                return fixed4(f.color,1);
            }


            ENDCG
        }
    
    }
    Fallback "VertexLit"

}

4.逐像素（片元）的高光反射Shader

Shader "Mocha/08 Specular Fragment"{//逐像素（片元）的高光反射
    
    Properties{
    
    _Diffuse("Diffuse Color",Color)=(1,1,1,1)  //材质颜色
    _Specular("Specular Color",Color)=(1,1,1,1)//高光颜色
    _Gloss("Gloss",Range(8,200))=10               //高光参数
    }


    SubShader{
    
        Pass{
            //只有定义了正确的LightMode才能得到一些Unity的内置光照变量
            Tags{"LightMode"="ForwardBase"}

            CGPROGRAM

#include  "Lighting.cginc"    //取得第一个直射光的颜色_LightColor0 Unity内置  取得第一个直射光的位置 _WorldSpaceLightPos0

            fixed3 _Diffuse;
            fixed4 _Specular;
            half _Gloss;

            //顶点函数 这里只是声明了顶点函数的函数名
            //基本作用 完成顶点坐标从模型空间到剪裁空间的转换（从游戏环境到相机视野屏幕上）
#pragma vertex vert
            //片元函数 这里只是声明了片元函数的函数名
            //基本作用 返回模型对应的屏幕上的每一个像素的颜色值
#pragma fragment frag
            
            //使用结构体存储
            //a2v 即 application to vertex
            struct a2v{ 
                float4 vertex:POSITION;//告诉Unity把模型空间下的顶点坐标填充给vertex
                float3 normal:NORMAL;//告诉Unity把模型空间下的法线方向填充给normal
            };

            //使用结构体存储
            struct v2f{
                float4 position:SV_POSITION;//告诉Unity存储剪裁空间下的顶点坐标
                float3 worldNormal:TEXCOORD0;//纹理语义存储
                float3 worldVertex:TEXCOORD1;//纹理语义存储
            };
            v2f vert(a2v v){
                v2f f;

                f.position=mul(UNITY_MATRIX_MVP,v.vertex); //将模型空间坐标转换到剪裁空间坐标
                f.worldNormal=mul(v.normal,(float3x3)_World2Object);
                f.worldVertex=mul(v.vertex,_World2Object).xyz;
                return f;
            }
            fixed4 frag(v2f f) : SV_Target{

                fixed3 ambient=UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.rgb;    //获取到Unity环境光

                fixed3 normalDir=normalize(f.worldNormal);//将模型空间转换到世界空间，再将向量量化

                //_World2Object 在左侧世界空间转模型空间，在右侧模型空间转世界空间

                fixed3 lightDir=normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);//对于每个顶点来说光的位置就是光的方向，因为光是平行光

                fixed3 diffuse=_LightColor0.rgb*max(dot(normalDir,lightDir),0)*_Diffuse.rgb;//取得漫反射的颜色

                fixed3 reflectDir=normalize(reflect(-lightDir,normalDir));//获取到发射光的单位向量

                fixed3 viewDir=normalize(_WorldSpaceCameraPos.xyz-f.worldVertex);//获取到相机视角方向单位向量

                fixed3 specular=_LightColor0.rgb*_Specular*pow(max(dot(reflectDir,viewDir),0),_Gloss);//计算的到高光颜色（其中_Gloss为高光参数 根据效果需要更改数值 一般取大于10的数值）

                fixed3 tempColor=diffuse + ambient+specular;

                return fixed4(tempColor,1);
            }


            ENDCG
        }
    
    }
    Fallback "VertexLit"

}