Shader "BBBBBBBBBB/贴图/03---法线贴图" {
Properties{
_MainTex("Main Texture",2D) = "white"{}// 纹理贴图
_BaseColor("Base Color",Color) = (1.0,1.0,1.0,1.0)// 控制纹理贴图的颜色
//由于我们本次只计算漫反射，所以只需要_MainTex和_BaseColor
_BumpTex("Bump Texture",2D) = "bump"{}// 表示当该位置没有指定任何法线贴图时，就使用模型顶点自带的法线
_BumpScale("Bump Scale",Float) = 1.0// 法线贴图的凹凸参数。为0表示使用模型原来的发现，为1表示使用法线贴图中的值。大于1则凹凸程度更大。
}
SubShader{
pass {
Tags{"LightMode" = "ForwardBase"}
CGPROGRAM
#pragma vertex Vertex
#pragma fragment Pixel
#include "Lighting.cginc"// 取得第一个直射光的颜色_LightColor0 第一个直射光的位置_WorldSpaceLightPos0（即方向）
struct vertexInput {
float4 vertex : POSITION;// 告诉Unity把模型空间下的顶点坐标填充给vertex属性
float3 normal : NORMAL;// 不再使用模型自带的法线。保留该变量是因为切线空间是通过（模型里的）法线和（模型里的）切线确定的。
float4 texcoord : TEXCOORD0;
float4 tangent : TANGENT; // tangent.w用来确定切线空间中坐标轴的方向的。
//特别注意tangent虽然是法线，但是它是一个float4类型
//xyz表示切线方向，而第四个分量w表示副切线的方向。如果副切线方向不对，那么
//最终法线会反向
};
struct vertexOutput {
float4 pos : SV_POSITION;// 声明用来存储顶点在裁剪空间下的坐标
float2 uv : TEXCOORD0;
//这里默认凹凸纹理和主纹理使用同一个uv坐标
//并且我们不对它进行任何的缩放和偏移
float3 lightDir : TEXCOORD1;
};
sampler2D _MainTex;
sampler2D _BumpTex;
fixed4 _BaseColor;
float _BumpScale;
vertexOutput Vertex(vertexInput v) {
vertexOutput o;
o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
o.uv = v.texcoord;
float3 binormal = cross(normalize(v.normal),normalize(v.tangent.xyz)) * v.tangent.w;
//先计算副切线，就是把法线和切线进行叉积计算，然后乘以副切线的方向参数
float3x3 _2tangentSpace = float3x3(v.tangent.xyz,binormal,v.normal);
//按照切线，副切线，法线的顺序拼在一起就是切线空间的变换矩阵
o.lightDir = mul(_2tangentSpace,ObjSpaceLightDir(v.vertex).xyz);
//把光源方向转换到切线空间
return o;
}
fixed4 Pixel(vertexOutput i) :SV_TARGET{
fixed3 tangentLightDir = normalize(i.lightDir);
fixed4 packedNormal = tex2D(_BumpTex,i.uv);
//先对法线纹理进行采样，注意这个采样值暂时还不能用，需要映射
fixed3 tangentNormal;
//使用法线纹理中的法线值来代替模型原来的法线参与光照计算
tangentNormal.xy = (packedNormal.xy * 2 - 1) * _BumpScale;
//作法线值的映射
tangentNormal.z = sqrt(1 - saturate(dot(tangentNormal.xy,tangentNormal.xy)));
//计算法线的z分量
fixed3 albedo = tex2D(_MainTex,i.uv).xyz * _BaseColor.xyz;
fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz * albedo;
fixed3 diffuse = _LightColor0.xyz * albedo * saturate(dot(tangentLightDir,tangentNormal));
//计算漫反射
return fixed4(diffuse + ambient,1.0);
}
ENDCG
}
}
}
//// Upgrade NOTE: replaced '_World2Object' with 'unity_WorldToObject'
//// Upgrade NOTE: replaced 'mul(UNITY_MATRIX_MVP,*)' with 'UnityObjectToClipPos(*)'
//
//Shader "Unity Shader Book/Chapter 7/NormalMapTangentSpace"
//{
// Properties
// {
// _Diffuse("Diffuse", Color) = (1, 1, 1, 1)
// _MainTex("Main Tex", 2D) = "white"{}
// _BumpMap("Normal Map", 2D) = "bump"{}
// _BumpScale("Bump Scale", Float) = 1.0
// _Specular("Specular", Color) = (1, 1, 1, 1)
// _Gloss("Gloss", Range(8, 256)) = 20
// }
// SubShader
// {
// Pass
// {
// Tags{ "LightMode" = "ForwardBase" }
//
// CGPROGRAM
// #pragma vertex vert
// #pragma fragment frag
// #include "Lighting.cginc"
//
// struct a2v
// {
// float4 vertex : POSITION; //顶点位置
// float3 normal : NORMAL; //顶点方向
// float4 tangent : TANGENT; //顶点切线方向 tangent.w 分量来决定切线空间中的第三个坐标轴（福切线的方向性）
// float4 texcoord : TEXCOORD0;//纹理坐标
// };
//
// struct v2f
// {
// float4 pos : SV_POSITION;
// float3 lightDir : TEXCOORD0;
// float3 viewDir : TEXCOORD1;
// float4 uv : TEXCOORD2;
// };
//
// fixed4 _Diffuse;
// sampler2D _MainTex;
// sampler2D _BumpMap;
// float _BumpScale;
// float4 _MainTex_ST; //纹理名_ST 声明某个纹理的属性 纹理名_ST.xy：缩放值 纹理名_ST.zw：偏移值
// float4 _BumpMap_ST; //纹理名_ST 声明某个纹理的属性 纹理名_ST.xy：缩放值 纹理名_ST.zw：偏移值
// fixed4 _Specular;
// float _Gloss;
//
// v2f vert(a2v v)
// {
// v2f o;
// o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex); //当前模型的位置
// //主贴图MainTex uv坐标 = 当前模型的缩放 * 贴图的缩放 + 偏移值
// o.uv.xy = v.texcoord.xy * _MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw;
// //凹凸图BumpMap uv坐标 = 当前模型的缩放 * 贴图的缩放 + 偏移值
// o.uv.zw = v.texcoord.xy * _BumpMap_ST.xy + _BumpMap_ST.zw;
// // o.uv = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex);
// //副法线 = 叉积(模型顶点方向, 纹理坐标方向) * 副切线
// float3 binormal = cross(normalize(v.normal), normalize(v.tangent.xyz)) * v.tangent.w;
// //变换矩阵 = float3x3(纹理坐标, 副法线, 模型顶点方向);
// float3x3 rotation = float3x3(v.tangent.xyz, binormal, v.normal);
// //TANGENT_SPACE_ROTATION;
//
// //灯光投影方向 = 矩阵(变换矩阵，光照方向) 矩阵和向量相乘
// o.lightDir = mul(rotation, ObjSpaceLightDir(v.vertex));
// //视角投影方向 = 矩阵(变换矩阵，视角方向)
// o.viewDir = mul(rotation, ObjSpaceViewDir(v.vertex));
//
// return o;
// }
//
// fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
// {
// fixed3 viewDir = normalize(i.viewDir); //统一化视角方向
// fixed3 lightDir = normalize(i.lightDir);//统一化灯光方向
// //法线纹理采样
// fixed4 packedNormal = tex2D(_BumpMap, i.uv.zw);
// //UnpackNormal()函数是对法线纹理的采样结果的一个反映射操作，其对应的法线纹理需要设置为Normal map的格式，才能使用该函数
// fixed3 tangentNormal = UnpackNormal(packedNormal); //获取法线映射方向
// //映射方向 * 凹凸程度
// tangentNormal.xy *= _BumpScale;
// //点积：点乘的几何意义是可以用来表征或计算两个向量之间的夹角，以及在b向量在a向量方向上的投影
// //法线都是单位矢量，tangentNormal.z分量可以由tangentNormal.xy 计算而得。
// //使用的是切线空间下的法线纹理，因此可以保证法线方向的z分量为正
// tangentNormal.z = sqrt(1 - saturate(dot(tangentNormal.xy, tangentNormal.xy)));
// //主贴图颜色 + 设置颜色 = 自身反照颜色
// fixed3 albedo = tex2D(_MainTex, i.uv).xyz * _Diffuse.xyz;
// //周围环境颜色 = 系统光源颜色（天空盒子） * 自身反照颜色
// fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz * albedo;
// // 漫反射颜色 = 灯光颜色 * 反照颜色 * 法线映射方向到灯光投影方向角度（0-1取值）
// fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * albedo * saturate(dot(tangentNormal, lightDir));
// //反射方向
// fixed3 reflectDir = normalize(reflect(-lightDir, tangentNormal));
// //反射计算 灯光颜色 * 设置颜色 * pow(反射角度（取值范围0~1）) = 镜面高光反射颜色
// fixed3 specular = _LightColor0.rgb * _Specular.rgb * pow(saturate(dot(reflectDir, viewDir)), _Gloss);
// //周围环境颜色 + 漫反射颜色 + 高光反射颜色
// return fixed4(ambient + diffuse + specular, 1);
// }
// ENDCG
// }
// }
//
// Fallback "Diffuse"
//}
//Shader "Custom/13-Rock NormalMap" {
// Properties{
// _MainTex("Main Tex", 2D) = "white"{} // 纹理贴图
// _Color("Color", Color) = (1,1,1,1) // 控制纹理贴图的颜色
// _NormalMap("Normal Map", 2D) = "bump"{} // 表示当该位置没有指定任何法线贴图时，就使用模型顶点自带的法线
// _BumpScale("Bump Scale", Float) = 1 // 法线贴图的凹凸参数。为0表示使用模型原来的发现，为1表示使用法线贴图中的值。大于1则凹凸程度更大。
// }
// SubShader{
// Pass {
// // 只有定义了正确的LightMode才能得到一些Unity的内置光照变量
// Tags{"LightMode" = "ForwardBase"}
// CGPROGRAM
//
// // 包含unity的内置的文件，才可以使用Unity内置的一些变量
// #include "Lighting.cginc" // 取得第一个直射光的颜色_LightColor0 第一个直射光的位置_WorldSpaceLightPos0（即方向）
// #pragma vertex vert
// #pragma fragment frag
//
// fixed4 _Color;
// sampler2D _MainTex;
// float4 _MainTex_ST; // 命名是固定的贴图名+后缀"_ST"，4个值前两个xy表示缩放，后两个zw表示偏移
// sampler2D _NormalMap;
// float4 _NormalMap_ST; // 命名是固定的贴图名+后缀"_ST"，4个值前两个xy表示缩放，后两个zw表示偏移
// float _BumpScale;
//
// struct a2v
// {
// float4 vertex : POSITION; // 告诉Unity把模型空间下的顶点坐标填充给vertex属性
// float3 normal : NORMAL; // 不再使用模型自带的法线。保留该变量是因为切线空间是通过（模型里的）法线和（模型里的）切线确定的。
// float4 tangent : TANGENT; // tangent.w用来确定切线空间中坐标轴的方向的。
// float4 texcoord : TEXCOORD0;
// };
//
// struct v2f
// {
// float4 position : SV_POSITION; // 声明用来存储顶点在裁剪空间下的坐标
// //float3 worldNormal : TEXCOORD0; // 不再使用世界空间下的法线方向
// float3 lightDir : TEXCOORD0; // 切线空间下，平行光的方向
// float3 worldVertex : TEXCOORD1;
// float4 uv : TEXCOORD2; // xy存储MainTex的纹理坐标，zw存储NormalMap的纹理坐标
// };
//
// // 计算顶点坐标从模型坐标系转换到裁剪面坐标系
// v2f vert(a2v v)
// {
// v2f f;
// f.position = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex); // UNITY_MATRIX_MVP是内置矩阵。该步骤用来把一个坐标从模型空间转换到剪裁空间
//
// // 法线方向。把法线方向从模型空间转换到世界空间
// //f.worldNormal = mul(v.normal, (float3x3)unity_WorldToObject); // 反过来相乘就是从模型到世界，否则是从世界到模型
// f.worldVertex = mul(v.vertex, unity_WorldToObject).xyz;
//
// //f.uv = v.texcoord.xy; // 不使用缩放和偏移
// f.uv.xy = v.texcoord.xy * _MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw; // 贴图的纹理坐标
// f.uv.zw = v.texcoord.xy * _NormalMap_ST.xy + _NormalMap_ST.zw; // 法线贴图的纹理坐标
//
// TANGENT_SPACE_ROTATION; // 调用这个宏会得到一个矩阵rotation，该矩阵用来把模型空间下的方向转换为切线空间下
//
// //ObjSpaceLightDir(v.vertex); // 得到模型空间下的平行光方向
// f.lightDir = mul(rotation, ObjSpaceLightDir(v.vertex)); // 切线空间下，平行光的方向
//
// return f;
// }
//
// // 要把所有跟法线方向有关的运算，都放到切线空间下。因为从法线贴图中取得的法线方向是在切线空间下的。
// fixed4 frag(v2f f) : SV_Target
// {
// // 环境光
// fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.rgb;
//
// // 法线方向。从法线贴图中获取。法线贴图的颜色值 --> 法线方向
// //fixed3 normalDir = normalize(f.worldNormal); // 不再使用模型自带的法线
// fixed4 normalColor = tex2D(_NormalMap, f.uv.zw); // 在法线贴图中的颜色值
// //fixed3 tangentNormal = normalize(normalColor.xyz * 2 - 1); // 切线空间下的法线方向，发现计算得到的法线不正确！
// fixed3 tangentNormal = UnpackNormal(normalColor); // 使用Unity内置的方法，从颜色值得到法线在切线空间的方向
// tangentNormal.xy = tangentNormal.xy * _BumpScale; // 控制凹凸程度
// tangentNormal = normalize(tangentNormal);
//
// // 光照方向。
// fixed3 lightDir = normalize(f.lightDir); // 切线空间下的光照方向
//
// // 纹理坐标对应的纹理图片上的点的颜色
// fixed3 texColor = tex2D(_MainTex, f.uv.xy) * _Color.rgb;
//
// // 漫反射Diffuse颜色 = 直射光颜色 * max(0, cos(光源方向和法线方向夹角)) * 材质自身色彩（纹理对应位置的点的颜色）
// fixed3 diffuse = _LightColor0 * max(0, dot(tangentNormal, lightDir)) * texColor; // 颜色融合用乘法
//
// // 最终颜色 = 漫反射 + 环境光
// fixed3 tempColor = diffuse + ambient * texColor; // 让环境光也跟纹理颜色做融合，防止环境光使得纹理效果看起来朦胧
//
// return fixed4(tempColor, 1); // tempColor是float3已经包含了三个数值
// }
//
// ENDCG
// }
//
// }
// FallBack "Diffuse"
//}
