菲涅尔光照是指在光线与物体表面交互时,光线会因为不同的角度而产生不同的反射率,这种现象被称为菲涅尔效应。在Unity Shader中实现菲涅尔光照,需要使用到反射向量和物体表面法线。

以下是一个简单的菲涅尔光照的Unity Shader代码:

Shader "Custom/Fresnel" { Properties { _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {} _Color ("Color", Color) = (1,1,1,1) _Gloss ("Gloss", Range(0,1)) = 0.5 _RimColor ("Rim Color", Color) = (1,1,1,1) _RimPower ("Rim Power", Range(0,1)) = 1 } SubShader { Tags {"Queue"="Transparent" "RenderType"="Opaque"} Pass { CGPROGRAM #pragma vertex vert #pragma fragment frag #include "UnityCG.cginc"

        struct appdata {
            float4 vertex : POSITION;
            float3 normal : NORMAL;
            float2 uv : TEXCOORD0;
        };
        
        struct v2f {
            float2 uv : TEXCOORD0;
            float3 worldNormal : TEXCOORD1;
            float3 worldPos : TEXCOORD2;
            float4 pos : SV_POSITION;
        };
        
        sampler2D _MainTex;
        float4 _Color;
        float _Gloss;
        float4 _RimColor;
        float _RimPower;
        
        v2f vert (appdata v) {
            v2f o;
            o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
            o.uv = v.uv;
            o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
            o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;
            return o;
        }
        
        float4 frag (v2f i) : COLOR {
            float3 viewDir = normalize(UnityWorldSpaceViewDir(i.worldPos));
            float3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);
            float3 reflectDir = reflect(-viewDir, worldNormal);
            float fresnelTerm = pow(1 - dot(-viewDir, worldNormal), 5);
            float3 specular = exp2(-_Gloss * 100 * fresnelTerm) * _Color.rgb;
            float rim = saturate(dot(viewDir, worldNormal) - _RimPower);
            rim = exp2(_RimPower * rim * rim);
            return float4(specular + _RimColor.rgb * rim, 1);
        }
        ENDCG
    }
}
FallBack "Diffuse"

}

在这个Shader中,我们使用了反射向量和物体表面法线来计算菲涅尔反射的效果。具体来说,我们首先使用UnityObjectToWorldNormal函数将物体表面法线转换到世界空间,然后使用UnityWorldSpaceViewDir函数计算出视线方向。接下来,我们使用reflect函数计算出反射向量,并使用dot函数计算出视线和法线之间的夹角,然后使用pow函数计算出菲涅尔反射率。最后,我们根据菲涅尔反射率计算出反射的颜色,并加上一个边缘高光的效果。

参考资料:

  1. Unity3D - Fresnel Shader Tutorial

  2. Unity Shader 入门:Fresnel效果

请实现一个菲涅尔光照的unity-shader

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