【Unity Shader】五、Shader纹理映射,及纹理的缩放和偏移
将漫反射的颜色改为从纹理贴图中获取,逐像素计算。
Shader "Custom/11-Texture" { // 纹理贴图,BlinnPhong光照模型
Properties{
//_Diffuse("Diffuse Color", Color) = (1,1,1,1) // 可在编辑器面板定义材质自身色彩
_MainTex("Main Tex",2D) = "white"{} // 纹理贴图
_Color("Color", Color) = (,,,) // 控制纹理贴图的颜色
_Specular("Specular Color", Color) = (,,,) // 高光的颜色
_Gloss("Gloss", Range(,)) = // 高光的参数
}
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 // 包含unity的内置的文件,才可以使用Unity内置的一些变量
#include "Lighting.cginc" // 取得第一个直射光的颜色_LightColor0 第一个直射光的位置_WorldSpaceLightPos0(即方向)
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag //fixed4 _Diffuse; // 使用属性
sampler2D _MainTex;
float4 _MainTex_ST; // 命名是固定的贴图名+后缀"_ST",4个值前两个xy表示缩放,后两个zw表示偏移
fixed4 _Color;
half _Gloss; struct a2v
{
float4 vertex : POSITION; // 告诉Unity把模型空间下的顶点坐标填充给vertex属性
float3 normal : NORMAL; // 告诉Unity把模型空间下的法线方向填充给normal属性
float4 texcoord : TEXCOORD0;
}; struct v2f
{
float4 position : SV_POSITION; // 声明用来存储顶点在裁剪空间下的坐标
float3 worldNormal : TEXCOORD0;
float3 worldVertex : TEXCOORD1;
float2 uv : TEXCOORD2;
}; // 计算顶点坐标从模型坐标系转换到裁剪面坐标系
v2f vert(a2v v)
{
v2f f;
f.position = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex); // UNITY_MATRIX_MVP是内置矩阵。该步骤用来把一个坐标从模型空间转换到剪裁空间 // 法线方向。把法线方向从模型空间转换到世界空间
f.worldNormal = mul(v.normal, (float3x3)unity_WorldToObject); // 反过来相乘就是从模型到世界,否则是从世界到模型
f.worldVertex = mul(v.vertex, unity_WorldToObject).xyz;
//f.uv = v.texcoord.xy; // 纹理不使用缩放和偏移
f.uv = v.texcoord.xy * _MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw; // 纹理的缩放用乘法,偏移可用加或减 return f;
} // 计算每个像素点的颜色值
fixed4 frag(v2f f) : SV_Target
{
// 环境光
fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.rgb;
// 法线方向。
fixed3 normalDir = normalize(f.worldNormal); // 单位向量
// 光照方向。
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
// 纹理坐标对应的纹理图片上的点的颜色
fixed3 texColor = tex2D(_MainTex, f.uv.xy) * _Color.rgb;
// 漫反射Diffuse颜色 = 直射光颜色 * max(0, cos(光源方向和法线方向夹角)) * 材质自身色彩(纹理对应位置的点的颜色)
fixed3 diffuse = _LightColor0 * max(, dot(normalDir, lightDir)) * texColor; // 颜色融合用乘法 // 反射光的方向
//fixed3 reflectDir = normalize(reflect(-lightDir, normalDir)); // 参数:平行光的入射方向,法线方向。而lightDir光照方向是从模型表面到光源的,所以取负数。
// 视野方向 = 摄像机的位置 - 当前点的位置
fixed3 viewDir = normalize(_WorldSpaceCameraPos.xyz - f.worldVertex);
// 光照方向和视野方向的夹角的平分线
fixed3 halfDir = normalize(lightDir + viewDir);
/*
* 高光反射Specular = 直射光 * pow(max(0, cos(反射光方向和视野方向的夹角)), 高光反射参数)
* BlinnPhong光照模型:Specular=直射光 * pow( max(cosθ,0),10) θ是法线和x的夹角 x是平行光和视野方向的平分线
*/
fixed3 specular = _LightColor0.rgb * pow(max(dot(normalDir, halfDir), ), _Gloss); // 最终颜色 = 漫反射 + 高光反射 + 环境光
fixed3 tempColor = diffuse + specular + ambient * texColor; // 让环境光也跟纹理颜色做融合,防止环境光使得纹理效果看起来朦胧 return fixed4(tempColor, ); // tempColor是float3已经包含了三个数值
} ENDCG
} }
FallBack "Diffuse"
}
贴图选了一张文明6的图片。贴图颜色选浅色粉红,效果如下。
注意点:
- 使用tex2D()函数获取贴图指定位置的点的颜色,参数是目标贴图和UV坐标。
- 要将贴图颜色跟环境光融合,否则看起来会变朦胧。
- 想要修改纹理缩放和偏移时,相关联的属性变量要从系统获取,命名是固定的贴图名+后缀"_ST",4个值前两个xy表示缩放,后两个zw表示偏移。如果Shader中没做该步骤处理,则Unity编辑器监视面板中的Tiling和Offset修改将无任何效果。
学习资料:
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