在光照无法达到的区域,模型的外观通常是全黑的,没有任何明暗变化,这会使模型的背光区域看起来就像一个平面。

使用半兰伯特光照可以解决这个问题。

逐顶点光照技术也被称为兰伯特光照模型。因为它符合兰伯特定律。

Valve公司在开发半条命的时候提出了半兰伯特光照模型。



半兰伯特光照模型没有使用max操作来防止n和I的点积为负值,而是对其结果进行了一个α 倍的缩放再加上一个β 大小的偏移。

绝大多数情况下,α 和β的值均为0.5,即公式为:

对于模型的背光面,在漫反射模型中点积结果将映射到同一个值,即0值处;而在半兰伯特模型中,背光面也可以由明暗变化,不同的点积结果会映射到不同的值上。

需要注意的是,半兰伯特是没有任何物理依据的,它仅仅是一个视觉加强技术。

半兰伯特光照与逐像素漫反射光照的代码很相近,只需要把计算部分稍作修改即可。

代码如下:

Shader "Unity Shaders Book/Chapter 6/HalfLambert" {
Properties{
_Diffuse("Diffuse", Color) = (1, 1, 1, 1)
} SubShader{
Pass {
Tags {"LightMode" = "ForwardBase"}
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "Lighting.cginc"
fixed4 _Diffuse;
struct a2v {
float4 vertex : POSITION;
float3 normal : NORMAL;
}; struct v2f {
float4 pos : SV_POSITION;
float3 worldNormal : TEXCOORD0;
}; //逐顶点漫反射光照
v2f vert(a2v v) {
v2f o;
//Transfrom the vertex from object space to projection space
o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
//Transform thhe normal from object space to world space
o.worldNormal = mul(v.normal, (float3x3)unity_WorldToObject); return o;
} fixed4 frag(v2f i) : SV_Target {
//get ambient term
fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz; //get the normal in world space
fixed3 worldNormal = normalize(i.worldNormal); //get the light direction in world space
fixed3 worldLightDir = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz); //Compute diffuse term(计算漫反射项)
fixed halfLambert = dot(worldNormal, worldLightDir) * 0.5 + 0.5;
fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * _Diffuse.rgb * halfLambert; fixed3 color = ambient + diffuse; return fixed4(color, 1.0);
} ENDCG
}
}
Fallback "Diffuse"
}

效果如下:

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