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Unity内置Shader解读1——Bumped Diffuse

Unity内置Shader解读1——Bumped Diffuse

作者: ShawnWeasley | 来源:发表于2021-04-28 11:34 被阅读0次

    1.Shader在什么情况下使用

    Bumped(凹凸) Diffuse(漫反射),凹凸漫反射,就是我们Shader中最最基础的,只有三项可以设置:
    1.Main Color颜色
    2.Base (RGB)漫反射贴图
    3.Normalmap法线贴图


    image.png

    看到可设置的项基本就知道了这个shader只能做非常基础的效果,简单支持了一下法线贴图。


    image.png

    2.Shader的价值(用的多不多),Shader的难度

    Bumped Diffuse作为旧shader中的C位,其实在Unity4时代用的是非常多的,实现方式也比较简单。

    3.代码详细注释

    // Unity built-in shader source. Copyright (c) 2016 Unity Technologies. MIT license (see license.txt)
    //凹凸漫反射
    Shader "Legacy Shaders/Bumped Diffuse" {
        Properties {
            _Color ("Main Color", Color) = (1,1,1,1)//颜色
            _MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" {}//漫反射贴图
            _BumpMap ("Normalmap", 2D) = "bump" {}//法线贴图
        }
    
        SubShader {
            Tags { 
                "RenderType"="Opaque" 
            }
            LOD 300
    
            CGPROGRAM
            //声明主要执行函数名为surf,使用Lambert光照模型
            #pragma surface surf Lambert 
    
            //上述属性对应参数
            sampler2D _MainTex;
            sampler2D _BumpMap;
            fixed4 _Color;
    
            //输入两套UV
            struct Input {
                float2 uv_MainTex;
                float2 uv_BumpMap;
            };
    
            void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
                //tex2D函数采样图像纹理并与用户自定义的_Color相乘
                fixed4 c = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex) * _Color;
                //Albedo漫反射颜色设置为c的rgb
                o.Albedo = c.rgb;
                //透明度设置为c的透明,但是本shader未声明透明混合方式
                //个人认为此处的透明设置是无效的,所以是一句废代码
                //如果想要透明可以参照Transparent/Alpha-Bumped
                //在#pragma surface surf Lambert 后添加alpha:fade透明混合模式
                o.Alpha = c.a;
                //tex2D函数采样法线贴图纹理
                //法线贴图在进入Unity中并设置为Normal map格式的时候进行了一次优化压缩
                //这也就是为什么修改为Normal map格式后图片的颜色会变成蓝色调
                //UnpackNormal是Unity将储存的法线颜色逆转换出来
                o.Normal = UnpackNormal(tex2D(_BumpMap, IN.uv_BumpMap));
            }
            ENDCG
        }
    
        FallBack "Legacy Shaders/Diffuse"
    }
    

    4.Shader编写思路,用到的知识点

    法线贴图的思路其实早就写过了,可以查看这篇
    这里有下面几个知识点需要注意一下:

    tex2D函数

    根据uv坐标找到贴图上对应的点颜色

    UnpackNormal函数

    UnpackNormal可以从这篇中获得详解
    法线贴图在进入Unity中并设置为Normal map格式的时候进行了一次优化压缩
    这也就是为什么修改为Normal map格式后图片的颜色会变成蓝色调
    UnpackNormal是Unity将储存的法线颜色逆转换出来
    UnpackNormal是UnityCG.cginc提供的函数,实际封装内容如下:

    inline fixed3 UnpackNormal(fixed4 packednormal)
    {
    #if defined(UNITY_NO_DXT5nm)
        return packednormal.xyz * 2 - 1;
    #elif defined(UNITY_ASTC_NORMALMAP_ENCODING)
        return UnpackNormalDXT5nm(packednormal);
    #else
        return UnpackNormalmapRGorAG(packednormal);
    #endif
    }
    

    跳转了UnpackNormalDXT5nm和UnpackNormalmapRGorAG,内容大致一样:

    inline fixed3 UnpackNormalDXT5nm (fixed4 packednormal)
    {
        fixed3 normal;
        normal.xy = packednormal.wy * 2 - 1;
        normal.z = sqrt(1 - saturate(dot(normal.xy, normal.xy)));
        return normal;
    }
    //按DXT5nm(1,y,1,x)或BC5(x,y,0,1)标准拆封
    //注意像“bump”这样的中性纹理是(0,0,1,1)用于普通RGB normal和DXT5nm/BC5
    fixed3 UnpackNormalmapRGorAG(fixed4 packednormal)
    {
        // This do the trick
       packednormal.x *= packednormal.w;
    
        fixed3 normal;
        normal.xy = packednormal.xy * 2 - 1;
        normal.z = sqrt(1 - saturate(dot(normal.xy, normal.xy)));
        return normal;
    }
    

    看上篇或者看下图理解:


    image.png

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