Unity Shader 光照模型公式

作者: 洒一地阳光_217d | 来源:发表于2020-03-04 10:38 被阅读0次

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1、兰伯特漫反射光公式：
$C_{diffuse}=(C_{light}⋅M_{diffuse})max(0,\hat{n}⋅\hat{I})$
$C_{light}$ ：入射光颜色；
$M_{diffuse}$ ：漫反射颜色；
$\hat{n}$ ：单位法向量；
$\hat{I}$ ：单位光向量；

2、半兰伯特漫反射公式：
$C_{diffuse}=(C_{light}⋅M_{diffuse})((\hat{n}⋅\hat{I})*0.5+0.5)$
$C_{light}$ ：入射光颜色；
$M_{diffuse}$ ：漫反射颜色；
$\hat{n}$ ：单位法向量；
$\hat{I}$ ：单位光向量；
原理：由于兰伯特光照模型计算出模型背面的颜色为负数，模型背面会变成黑色，
改进为将[-1, 1]映射到[0, 1]上，即乘以0.5，再加上0.5。

3、Phong高光反射公式：

Phong模型

C_{specular}=(C_{light}⋅M_{specular})max(0,\hat{v}⋅\hat{r})^{mgloss}

C_{light}

：入射光颜色；

M_{specular}

：高光反射颜色；

\hat{v}

：单位视线向量；

\hat{r}

：单位反射向量，可以由表面法线

\hat{n}

和光源方向

\hat{I}

计算而得：

\hat{r}=\hat{I}-2(\hat{n}⋅\hat{I})\hat{n}

,CG中可直接使用reflect获得；

mgloss

：反射系数；

4、Blinn-Phong高光反射公式：

Blinn模型

$C_{specular}=(C_{light}⋅M_{specular})max(0,\hat{n}⋅\hat{h})^{mgloss}$
$C_{light}$ ：入射光颜色；
$M_{specular}$ ：高光反射颜色；
$\hat{n}$ ：单位法向量；
$\hat{h}$ ：单位半角向量，由光线和视线夹角一半方向上的单位向量计算得出：
$\frac{\hat{V} + \hat{L}}{\left | \hat{V} + \hat{L} \right |}$ （shader中计算：normalize(V + L)）
$mgloss$ ：反射系数；

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