【Unity Shader学习笔记】Unity光照基础-半兰伯特光照

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：