图形 5 Unity Shader的简单了解（五）·简单的兰伯特光照模型
1.兰伯特模型
1.1. 兰伯特定律：在平面某点漫反射光的光强与该反射点的法向量和射入光角度的余弦值成正比。
1.2. 符合你兰伯特定律的漫反射光照模型称为兰伯特光照模型。
1.3. 在光照无法到达的区域，模型的外观通常是全黑的，没有任何明暗变化，使得模型的背光区域看上去像一个平面，失去了模型细节表现。
2.半兰伯特模型
在原兰伯特模型的基础上进行简单修改，称为半兰伯特光照模型
（广义的半兰伯特光照模型：
），同原兰伯特模型相比，半兰伯特光照模型没有使用max操作来防止
和
的点积为负值，而是对其结果进行了一个
倍的缩放再加上一个
大小的偏移。绝大多数情况下
和
的值均为0.5，即公式为：
通过这样的方式，可以把
的结果范围从 [-1, 1] 映射到 [0, 1] 范围内。对于模型的背光面，在原兰伯特模型中点积结果将映射到同一个值，即0值；半兰伯特光照模型，背光面有了明暗变化，不同点积结果映射到不同的值。
要注意：半兰伯特光照模型是没有任何物理依据，而仅是一个视觉加强技术。
Shader "Custom/DiffuseHalfLambert_1"{ Properties { _Diffuse("Diffuse", Color) = (1, 1, 1, 1) } SubShader{ Pass { Tags { "LightMode" = "ForwardBase" } CGPROGRAM #pragma vertex vert #pragma fragment frag #include "Lighting.cginc" fixed4 _Diffuse; struct a2v { float4 vertex : POSITION; float3 normal : NORMAL; }; struct v2f { float4 pos : SV_POSITION; float3 worldNormal : TEXCOORD0; }; // 顶点着色器不需要计算光照模型，只需要把世界空间下的法线传递给片元着色器 v2f vert(a2v v) { v2f o; o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex); o.worldNormal = mul(v.normal, (float3x3)unity_WorldToObject); return o; } fixed4 frag(v2f i) : SV_Target { fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz; fixed3 worldNormal = normalize(i.worldNormal); fixed3 worldLightDir = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz); fixed halfLambert = dot(worldNormal, worldLightDir) * 0.5 0.5; fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * _Diffuse.rgb * halfLambert; fixed3 color = ambient diffuse; return fixed4(color, 1.0); } ENDCG } } FallBack "Diffuse"}
效果如下（正面、反面；左起两个为创建默认，中间两个为逐顶点光照，右两个为半兰伯特光照模型）:
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