本节书摘来自华章出版社《Unity着色器和屏幕特效开发秘笈》一 书中的第3章，第3.5节，作者：（美）Kenny Lammers，更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看。

3.5　使用贴图对模型的高光进行遮罩

现在，我们已经知道了如何为着色器创建一个高光效果。接下来，我们开始学习如何修改镜面高光，以及更多让最终视觉效果更加艺术的方法。在接下来的章节中，我们将会学到如何使用纹理来改变镜面高光属性和镜面高光强度属性。
现在很多游戏开发渲染管线中都用到了高光贴图技术，因为它可以让3D游戏的美工在每个像素的基础上控制最终的视觉效果。这也为我们提供了一种方式，我们可以在同一个着色器上实现垫型表面和光亮表面，也可以使用另外的贴图来控制镜面高光范围或者镜面高光强度，以实现一个表面是广泛的镜面高光而另一面却是非常尖锐且细小的高光。
很多的效果都可以通过结合两个着色器对纹理进行着色器运算来实现，这也使游戏设计师拥有了控制着色器最终视觉效果的能力，它的关键在于一个高效的渲染管线。接下来看看如何使用纹理来控制镜面反射光照模型。本节将介绍一些新的概念，比如创建自定义Input结构体，还将学习如何从output结构体对数据进行输出，将数据传输至光照函数、Input结构体和surf()函数。了解这些核心的表面着色器元素之间的数据流是一个成功的着色器管线的核心。

3.5.1　准备工作

我们需要一个新的着色器、材质，以及另一个将我们的着色器和材质应用在上面的物体对象。
着色器和材质连接好以后将材质附加在物体对象上，双击着色器脚本，在MonoDevelop 编辑器中打开。
我们还需要使用一个高光贴图。任何贴图都可以，只要它拥有一些不错的色彩和图案变化。下图为本节所使用的贴图：

3.5.2　如何操作

1.在Properties块中添加一些新的属性，添加如下代码到着色器Properties块中：

2.我们需要在subshader内部中添加相应的变量，这样才能访问Properties块中的属性变量。在#pragma语句的下方添加如下的代码：

3.现在我们要添加自定义的Output结构体了。它使我们能够在surf函数和我们的光照函数之间存储更多的数据。现在先不用担心这样做有什么意义。我们将在下一小节对Output结构体的细节进行详细讲解。在SubShader块内部将如下代码放在我们之前声明的变量后面：

4.建立好我们的Output结构体之后，需要添加自定义的光照模式。在这里，我们将自定义光照模型命名为LightingCustomPhong。在刚才创建的Output结构体后面输入如下代码：

5.为了让自定义的光照模型起作用，我们必须告诉SubShader块需要选择的光照模型。在#pragma语句后面输入下面所示的代码，让着色器加载我们自定义的光照模型：

6.因为我们希望通过一张纹理贴图来改变基础高光计算，我们需要专门存储该纹理的另一组UV值。我们通过在Input结构体内存储一个表示UV的变量来实现（UV变量的命名通常是在纹理的变量名前加上“uv_”）。在自定义光照模型后面输入如下代码：

7.为了完成我们的着色器，现在我们只需要按照下面的代码修改surf()函数。这一步骤会将纹理信息输入至我们的光照模型中，这样就可以在光照模型函数中使用纹理的每个像素值来修改高光值了。

下图展示了使用一个颜色纹理和它的通道信息对我们的高光计算进行遮罩结果。现在对于整个表面我们有了一个变化的高光效果，而不仅仅是一个固定的全局值的高光效果：

3.5.3　实现原理

除了使用一个逐像素的纹理改变高光值，并为高光带来更多的视觉感官和深度效果以外，该着色器与Phong模型的计算基本相同。
为了实现这种效果，我们需要做到将表面函数的信息传递给光照函数。因为我们在光照函数内部不能得到一个物体表面的UV。当然你也可以在光照函数内运用程序生成UV，但是如果你想对一个纹理进行解压并得到它的像素信息，就不得不使用Input结构体，而且从Input结构体内访问数据的唯一途径是使用surf()函数。
因此为了建立数据之间的关系，我们需要自定义结构体SurfaceCustomOutput。该结构体作为一个容器可以存储表面着色器中的所有最终数据，而且更重要的是，光照函数和surf()函数都可以访问它的内部数据。所以如果我们自定义了结构体，就可以在结构体里添加更多的数据。下面的代码就是着色器中的SurfaceCustomOutput结构体：

然后，我们将它添加到着色器中，而且我们还要告诉surf()函数和光照函数它们使用的Output结构体是我们的自定义结构体，而不是着色器中内置的。通过如下代码来完成这一步骤：

现在，我们需要注意surf()函数和光照函数是如何将结构体SurfaceCustomOutput作为它们的参数之一的。我们还在SurfaceOutput结构体中增加了一个叫做SpecularColor的参数。它使我们能够从高光颜色纹理中存储各个像素的信息，并且将它应用到我们的光照函数中，而不仅仅是在高光值上乘以一个单一的全局颜色值。
我们只需使用tex2D()函数就可以得到纹理信息，然后通过将tex2D()函数的返回值赋给o.SpecularColor将纹理信息传递给SurfaceCustomOutput结构体。完成了这些，就可以在光照函数中访问纹理信息了。

该技术是你在着色器中创建自定义光照效果的关键。现在，你知道了如何在surf()函数中访问纹理信息并且将它应用到你的光照函数中。这也将帮助你在着色器中创建高质量、逐像素的光照效果。