UnityShader切线空间学习

此处连接凹凸感文章现在需要应用在立体的形状上
1、可视化切线空间

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/// 可视化切线空间
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public class TangentSpaceVisualizer : MonoBehaviour
{
    public float offset = 0.01f;
    public float scale = 0.1f;
    
    
    private void OnDrawGizmos()
    {
        MeshFilter meshFilter = GetComponent();
        if (meshFilter != null)
        {
            //meshFilter.mesh 这个只是创建一个网格副本，游戏结束不会对原有网格造成影响
            Mesh mesh = meshFilter.sharedMesh;
            if(mesh)
                ShowTangentSpace(mesh);
        }
    }

    private void ShowTangentSpace(Mesh mesh)
    {
        Vector3[] vertices = mesh.vertices;
        Vector3[] normals = mesh.normals;
        Vector4[] tangents = mesh.tangents;
        
        for (int i = 0; i < vertices.Length; i++)
        {
            ShowTangentSpace(
                transform.TransformPoint(vertices[i]),
                transform.TransformDirection(normals[i]),
                transform.TransformDirection(tangents[i]),
                tangents[i].w
            );
        }
    }
    
    private void ShowTangentSpace(Vector3 vertex, Vector3 normal, Vector3 tangent, float binormalSign)
    {
        vertex += normal * offset;
        Gizmos.color = Color.green;
        Gizmos.DrawLine(vertex, vertex + normal * scale);
        //切线
        Gizmos.color = Color.red;
        Gizmos.DrawLine(vertex, vertex + tangent * scale);
        //次法线
        Vector3 binormal = Vector3.Cross(normal, tangent) * binormalSign;
        Gizmos.color = Color.blue;
        Gizmos.DrawLine(vertex, vertex + binormal * scale);
    }   
}

代码中的切线w中存储这次切线的方向, 因为cross得到2个向量，根据切线向量第4个分量中

可视化切线空间

2、Shader中处理切线空间
切线空间中：由法线N， 切线(T)和次法线(B)组成,俗称TBN这里有一个知识点：从A空间转换到B空间的矩阵是什么？A空间的基向量在B空间的表示按列排序，就成了A到B空间的转换矩阵

float4 tangent : TANGENT; //切线 //定义
    将切线转换到世界空间
    i.tangent = float4(UnityObjectToWorldDir(v.tangent.xyz), v.tangent.w);

    初始化法线代码中
    float3 tangentSpaceNormal = BlendNormals(mainNormal, detailNormal);
    下方替换了所以注释了
    // tangentSpaceNormal = tangentSpaceNormal.xzy;
    float3 binormal = cross(i.normal, i.tangent.xyz) * i.tangent.w; 计算次法线
    从将法线从切线空间转换到世界方向
    i.normal = normalize(
        tangentSpaceNormal.x * i.tangent +
        tangentSpaceNormal.y * binormal +
        tangentSpaceNormal.z * i.normal);
    在计算次法线时候(如果需要翻转)，可以利用unity_WorldTransformParams
    float3 binormal = cross(i.normal, i.tangent.xyz) * (i.tangent.w * unity_WorldTransformParams.w);