【Unity Shader学习笔记】Unity基础纹理-渐变纹理

纹理可以用来存储任何表面属性。

可以通过使用渐变纹理来实现插画风格的渲染效果。

这项技术是由Valve公司提出的。Valve使用它来渲染游戏中具有插画风格的角色。

我们使用半兰伯特模型计算漫反射。

因为我们使用的实际上是一个一维纹理：

所以在片元着色器中，我们使用fixed2(halfLambert, halfLambert)作为uv坐标进行纹理采样。

代码实现如下：

Shader "Unity Shader Book/Chapter 7/RampTexture"
{
    Properties
    {
        _Color ("Color", Color) = (1,1,1,1)
        _RampTex ("RampTex", 2D) = "white" {}
        _Specular ("Specular", Color) = (1, 1, 1, 1)
        _Gloss ("Gloss", Range(8.0, 256)) = 20
    }
    SubShader
    {
        Pass
        {
            Tags{"LightMode" = "ForwardBase"}
            CGPROGRAM
            #pragma fragment frag
            #pragma vertex vert
            #include "Lighting.cginc"

            fixed4 _Color;
            sampler2D _RampTex;
            float4 _RampTex_ST;
            fixed4 _Specular;
            float _Gloss;

            struct a2v{
                float4 vertex : POSITION;
                float3 normal : NORMAL;
                float4 texcoord : TEXCOORD;
            };

            struct v2f{
                float4 pos : SV_POSITION;
                float3 worldNormal : TEXCOORD0;
                float3 worldPos : TEXCOORD1;
                float2 uv : TEXCOORD2;
            };

            v2f vert(a2v v){
                v2f o;
                o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
                o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex);
                //计算偏移后的纹理坐标
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _RampTex);
                return o;
            }

            fixed4 frag(v2f i) : SV_Target {
                fixed3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);
                fixed3 worldLightDir = normalize(UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos));

                fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz;
                //使用半兰伯特计算模型
                fixed halfLambert = 0.5 * dot(worldNormal, worldLightDir) + 0.5;
                //使用纹理计算漫反射颜色
                fixed3 diffuseColor = tex2D(_RampTex, fixed2(halfLambert, halfLambert)).rgb * _Color.rgb;
                //计算漫反射项
                fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * diffuseColor;
                //高光反射
                fixed3 viewDir = normalize(UnityWorldSpaceViewDir(i.worldPos));
                fixed3 halfdir = normalize(worldLightDir + viewDir);
                fixed3 specular = _LightColor0.rgb * _Specular.rgb * pow(max(0, dot(worldNormal, halfdir)), _Gloss);
                return fixed4(ambient + diffuse + specular, 1.0);
            }
            ENDCG
        }
    }
    FallBack "Diffuse"
}

把不同的纹理赋给应用此shader的材质，可以得到不同的效果。

使用突变的色块作为纹理可以模拟卡通风格。如下图所示。

另外，我们需要把渐变纹理的Wrap Mode设置为Clamp模式。

因为我们使用fixed2(halfLambert, halfLambert)进行纹理采样。Repeat模式下会舍弃整数部分，如果halfLambert大于1（如1.00001），会只保留0.00001，导致映射出现问题。