Unity3D ShaderLab 漫反射卷积光照模型
漫反射卷积【Diffuse convolution】是一个模糊立方体的过程，它保留了立方图的整体光照强度，只模糊了细节。
这种效果在我们要活得一个更具全局光照表面效果的时候非常有用。
为了实现这种效果，我们需要创建一个卷积运算的立方图。比如ATI的工具制作CubeMapGen。
下载地址：
http://developer.amd.com/tools-and-sdks/archive/legacy-cpu-gpu-tools/cubemapgen/
安装完毕后，我们通过右上角的LoadBasemap,LoadCubeMap配置贴图，在设置一下FilterType，Filter Angle等参数后点击右下角的FilterCubeMap按钮。
等待一会就可以Filter完成，点击Save CubeMap to Images按钮，就可以保存我们的立方体图了。
然后就是新建Shader，Material。双击脚本，计入编辑器模式。
1>修改Properties：
Properties {
_MainTint("Global Tint",Color)=(,,,)
_BumpMap ("Normal Map", 2D) = "bump" {}
_AOMap("Ambient Occlusion Map",2D)="white"{}
_CubeMap("Diffuse Convolution CubeMap",Cube)=""{}
_SpecIntensity("Specular Intensity",Range(,))=0.4
_SpecWitdth("Specular Width",Range(,))=0.2
}
2>修改SubShader变量
CGPROGRAM
#pragma surface surf DiffuseConvolution
#pragma target 3.0
samplerCUBE _CubeMap;
sampler2D _BumpMap;
sampler2D _AOMap;
float4 _MainTint;
float _SpecIntensity;
float _SpecWitdth;
struct Input {
float2 uv_MainTex;
float2 uv_AOMap;
float3 worldNormal;
INTERNAL_DATA
};
我们需要模型的世界法线,所以加入INTERNAL_DATA。因为着色器包含一张法线贴图，我们使用它获得修改后的法线。
3>完成光照函数
inline fixed4 LightingDiffuseConvolution(SurfaceOutput s,fixed3 lightDir,fixed3 viewDir,fixed atten){
//计算光照向量;
viewDir = normalize(viewDir);
lightDir = normalize(lightDir);
s.Normal = normalize(s.Normal);
float NdotL = dot(s.Normal,lightDir);
float3 halfVec = normalize(lightDir+viewDir);
//计算高光;
float spec = pow(dot(s.Normal,halfVec),s.Specular*)*s.Gloss;
//光照模型赋值;
fixed4 c;
c.rgb = (s.Albedo*atten)+spec;
c.a = ;
return c;
}
4>surf处理贴图
void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
half4 c = tex2D (_AOMap, IN.uv_AOMap);
float3 normals = UnpackNormal(tex2D(_BumpMap,IN.uv_AOMap)).rgb;
o.Normal = normals;
float3 diffuseVal = texCUBE(_CubeMap,WorldNormalVector(IN,o.Normal)).rgb;
o.Albedo = (c.rgb*diffuseVal)*_MainTint;
o.Specular = _SpecWitdth;
o.Gloss = _SpecIntensity*c.rgb;
o.Alpha = c.a;
}
完成了光照函数后，使用模型的世界法线来对卷积后的立方图进行纹理映射，然后把结果传入output结构体。
返回Unity编辑器，最终效果如下：
通过上面的函数，我们首先得到被法线贴图修改后的模型的世界法线，并利用法线数据来查找立方图上的位置以得到他的像素和颜色，
这就是我们要在Input结构体重申明float3 worldNormal，以及INTERNAL_DATA原因。
然后我们使用WorldNormalVector函数来得到最终的法线向量，并用于texCUBE的检索。
Shader "91YGame/CubeMapLight" {
Properties {
_MainTint("Global Tint",Color)=(,,,)
_BumpMap ("Normal Map", 2D) = "bump" {}
_AOMap("Ambient Occlusion Map",2D)="white"{}
_CubeMap("Diffuse Convolution CubeMap",Cube)=""{}
_SpecIntensity("Specular Intensity",Range(,))=0.4
_SpecWitdth("Specular Width",Range(,))=0.2
}
SubShader {
Tags { "RenderType"="Opaque" }
LOD
CGPROGRAM
#pragma surface surf DiffuseConvolution
#pragma target 3.0
samplerCUBE _CubeMap;
sampler2D _BumpMap;
sampler2D _AOMap;
float4 _MainTint;
float _SpecIntensity;
float _SpecWitdth;
struct Input {
float2 uv_MainTex;
float2 uv_AOMap;
float3 worldNormal;
INTERNAL_DATA
};
inline fixed4 LightingDiffuseConvolution(SurfaceOutput s,fixed3 lightDir,fixed3 viewDir,fixed atten){
//计算光照向量;
viewDir = normalize(viewDir);
lightDir = normalize(lightDir);
s.Normal = normalize(s.Normal);
float NdotL = dot(s.Normal,lightDir);
float3 halfVec = normalize(lightDir+viewDir);
//计算高光;
float spec = pow(dot(s.Normal,halfVec),s.Specular*)*s.Gloss;
//光照模型赋值;
fixed4 c;
c.rgb = (s.Albedo*atten)+spec;
c.a = ;
return c;
}
void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
half4 c = tex2D (_AOMap, IN.uv_AOMap);
float3 normals = UnpackNormal(tex2D(_BumpMap,IN.uv_AOMap)).rgb;
o.Normal = normals;
float3 diffuseVal = texCUBE(_CubeMap,WorldNormalVector(IN,o.Normal)).rgb;
o.Albedo = (c.rgb*diffuseVal)*_MainTint;
o.Specular = _SpecWitdth;
o.Gloss = _SpecIntensity*c.rgb;
o.Alpha = c.a;
}
ENDCG
}
FallBack "Diffuse"
}