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3.6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。

3.6　金属与软高光

在本节中，我们将探讨一种方法，这种方法使我们创建的着色器呈现既有软高光又有硬高光的一种多样性效果。你会发现在大部分的程序中你需要创建一组优秀的着色器来完成这些任务。管理大量的着色器正在成为一种趋势，着色器程序员经常在一个着色器文件中创建一组同时用于布料和金属的着色器。这主要决定于最终用户如何对他们的模型进行属性设置。本节的学习目标就是实现高光的模块化设计，使最终用户可以得到一个柔软、有光泽的材质，然后可以使用相同的着色器实现一个异常坚硬的金属材质。
为了达到这种模块化的灵活性，我们将创建一个类似Cook Torrance着色器的镜面高光光照模型，但我们会让它使用我们的触感（也就是它的粗糙度），这样做的目的是让美工或最终用户使用这个着色器时更具友好性。

3.6.1　准备工作

1.在Unity中创建一个新的场景，并新建一个简单的球体、平面，以及在场景中使用的方向光（directional light）。选择合适的名字并保存场景。
2.创建一个新的着色器和材质，对它们进行合适的命名。
3.最后，将着色器连接到材质上，再将该材质附加到新场景中的球体对象上。
4.然后我们还需要收集一些纹理贴图，可以让设计师通过定义高光是如何模糊或者如何锐利来对高光表面的粗糙度进行完善。参照下面的图片，这些就是我们收集的纹理贴图。
下图直观地展示了将在本节中使用到的不同粗糙度纹理的例子：

3.6.2　如何操作

1.首先，我们需要为着色器设定相关的属性。在着色器的Properties块中输入如下
代码：

2.然后，我们需要在SubShader块中添加相应的变量，使我们能够在SubShader内部访问属性值。在#pragma语句的下方添加如下代码：

3.现在，需要声明我们自定义的光照模型，并且告诉#pragma语句加载我们自定义的光照模型：

4.然后，我们就要在自定义光照模型函数中完成光照计算了。首先将生成所有的漫反射以及视点相关向量，因为光照模型会用到它们。

5.接下来，着色器代码的后一部分将会为我们的高光生成一些粗糙度值，通过使用一张纹理贴图来定义高光形状，并在对象的表面利用程序模拟一种微微凸起的效果。输入以下代码：

6.高光计算的最后一个因素是菲涅尔准则（Fresnel Term）。通过使用菲涅尔准则，当我们的视线刚好正对着物体表面时，它会帮我们屏蔽高光。

7.现在，我们已经为高光完成了所有的功能，接下来只需要将这些功能组合到一起形成我们最后的高光值。

8.为了完成光照模型，只需要简单地将我们的漫反射部分和高光部分加到一起即可：

完成了着色器所有的代码以后，回到Unity编辑器，并编译着色器。如果编译没有错误，你应该会得到下图所示的结果：

3.6.3　实现原理

我们似乎已经讲了很多的知识，但实际上它们是很容易理解的。你甚至可以通过给c.rgb 赋予一个float3值来对着色器的代码进行逐句调试。如果你对它们进行逐句调试，你就可以在编辑视图中看到着色器会对你的每个计算步骤进行显示；总之，我们应该记住在调试着色器时它是一个很好的技巧。
如果我们对第一块代码进行调试，你会发现它的功能就是计算所有的漫反射与视点相关向量的值，你大概会看到如下所示的效果图：

一旦我们得到了计算所需的数据（这些数据有点像Photoshop中的图层概念）。我们就开始生成一些程序性的值来模拟物体表面微微凸起的效果，以此达到光的反射和散射的假光线效果。

该光照模型的一个更关键的因素表现为，我们可以控制高光的宽度范围或着通过一个具有烘焙高光函数的纹理来查找它的粗糙度。它允许我们程序性地产生一些UV，以及选择纹理上的某个点用于我们的高光显示。为了实现这种效果，我们需要使用NdotH或半角向量与顶点法线的点积，并将它们存储到一个float2()值并作为tex2D()函数的一个参数。这个float2()变量就成为我们的UV值，我们用它来查找纹理的粗糙度。第二个值是一个属性值，显示在Inspector面板上。这样，用户可以使用该值来增加或减少镜面高光的
范围。

所有的这些功能完成以后，我们只需要将它们组合到一起形成最后的高光值。在这里，我们还需要乘上_SpecPower的属性值来对最后的高光值强度进行一个全局地控制。

最后一步就是将我们的高光部分与漫反射部分结合在一起，并使表面着色器返回最终的颜色信息。我希望学完本节的知识你们都可以达到简单修改着色器的水平，并能使用其他类型的向量和纹理来完成一个简单的系统。