Unity中URP下的SimpleLit的 BlinnPhong高光反射计算

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前言

在上篇文章中，我们分析了 URP下的SimpleLit的 Lambert漫反射计算。

• Unity中URP下的SimpleLit的 Lambert漫反射计算

我们在这篇文章中，进行 URP下的SimpleLit的 BlinnPhone 高光反射计算的分析。

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一、回顾Blinn-Phong光照模型

• 在BRP下，我们进行过Blinn-Phong高光反射的推导和实现.
• Unity中Shader光照模型Blinn-Phong原理及实现

1、Blinn-Phong模型：

Specular = SpecularColor * Ks * pow(max(0,dot(N,H)),Shininess)

• Specular：高光反射的最终颜色
• SpecularColor：高光反射颜色
• Ks：反射系数
• N：顶点法向量
• H：入射光线L 和 视线向量V的半角向量
• Shininess：高光指数，用于模拟高光的范围

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二、URP下的SimpleLit的 BlinnPhong

1、输入参数

• lightColor：主光颜色
• lightDir：主光方向
• normal：法线信息
• viewDir：视线方向向量

以上这些，我们在之前的步骤中，已经分析过了
我们主要看 specular 和 smoothness

• specular：高光颜色
• smoothness：光滑度
• 这两个颜色都是在 初始化 SurfaceData 中完成的
  
  
• SampleSpecularSmoothness
  
  首先：对specularSmoothness进行了初始化
  
  然后：如果赋予了高光纹理，则进行高光纹理的采样，赋值给specularSmoothness
  
  
  否则：将 高光 颜色赋予specularSmoothness
  
  
  最后：按 alpha 的来源给 specularSmoothness.a 赋值
  
  
  这个 a 经过处理后就是smoothness

half smoothness = exp2(10 * surfaceData.smoothness + 1);

• 该处理扩大了，smoothness 的变化率，并且使其在[0,1]之间，从1开始
  

2、程序体计算

• 先计算出 L 和 V 的半角向量

float3 halfVec = SafeNormalize(float3(lightDir) + float3(viewDir));

• 再计算出法线和半角向量的点积

half NdotH = half(saturate(dot(normal, halfVec)));

• 使用 smoothness 调节高光的范围

half modifier = pow(NdotH, smoothness);

• 混合高光颜色

half3 specularReflection = specular.rgb * modifier;

• 混合主光颜色

return lightColor * specularReflection;