先码上效果图:
1、基本思想
- 通过物体法线与灯光方向的点积来获得基础的漫反射效果
- 通过floor函数 来将漫反射灯光颜色进行离散切割,获得卡通的硬过渡效果
- 最后将灯光与贴图颜色相乘获得最后的效果
2、代码展示
Shader "Roystan/Toon/Lit"
{
Properties
{
_Color("Color", Color) = (1,1,1,1)
_MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
}
SubShader
{
Tags
{
"RenderType" = "Opaque"
"LightMode" = "ForwardBase"
}
UsePass "Legacy Shaders/VertexLit/SHADOWCASTER" //引入Unity的Pass通道,此通道用来渲染物体的阴影
Pass
{
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "UnityCG.cginc"
#include "Lighting.cginc"
struct appdata
{
float4 vertex : POSITION;
float3 normal : NORMAL;
float2 uv : TEXCOORD0;
};
struct v2f
{
float2 uv : TEXCOORD0;
float3 worldNormal : NORMAL;
float4 vertex : SV_POSITION;
};
sampler2D _MainTex;
float4 _MainTex_ST;
v2f vert (appdata v)
{
v2f o;
o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
return o;
}
float4 _Color;
float4 frag (v2f i) : SV_Target
{
float NdotL = dot(i.worldNormal, _WorldSpaceLightPos0);
//此时场景中的光为平行光,所以_WorldSpaceLightPos0中存储的是光的方向矢量(Vector 3)
float light = saturate(floor(NdotL * 3 ) / (2 - 0.5)) * _LightColor0;//经验模型,控制颜色的突变,通过floor函数
float4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
return (col * _Color) * (light + unity_AmbientSky);//在灯光中引入环境光的颜色
}
ENDCG
}
}
}
3、总结
本次Shader的关键是片元着色器中的light这行代码,通过对NdotL(返回世界空间法线与光源方向的点积)乘以3,将范围扩充到[-3,3],然后通过floor函数得到固定的数字(-3,-2,-1,0,1,2,3)。如果此时对其进行saturate只能获得0和1的二态光照效果,所以需要进行缩放来获得更多更合适的阴影效果。当然,随着分子的增大,颜色会偏向0,也就是说会变暗,同时对比度下降