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Shader入门-------基础光照
前记：真正入门了，多图（代码也用图展示了）-------------博主：mx Unity Shader的基本结构
其中
声明了顶点着色器的函数，片元着色器的函数
一个最简单的顶点/片元着色器
ShaderLab属性类型和CG变量类型之间的匹配关系
CGIncludes中主要包含的文件以及它们的主要用处
UnityCG.cginc中一些常用的结构体
UnityCG.cginc中一些常用的帮助函数
从应用阶段传递模型数据给顶点着色器时Unity支持的常用语义
从顶点着色器传递数据给片元着色器时Unity使用的常用语义
博主：mx 片元着色器输出时Unity支持的常用语义
Unity中对Unity Shader的调试方法（可自行百度使用方法）
1.使用假彩色图像 2.使用Visual Studio中的Graphics Debugger 3.使用帧调试器不同渲染平台的差异
渲染纹理的坐标差异
（注意:当我们使用到渲染到纹理技术，把屏幕图像渲染到一张渲染纹理中时，特别是开启抗锯齿（Edit > Project Settings -> Quality -> Anti Aliasing中开启）并同时处理多张渲染图像时，就会出现纹理翻转的情况）
Shder的语义差异
其他平台差异Shder代码规范建议
CG/HLSL中3种精度的数值类型
(建议：尽可能使用精度较低的类型,因为这可以优化Shader的性能,这一点在移动平台上尤其重要。从它们大体的值域范围来看,我们可以使用fixed类型来存储颜色和单位矢量,如果要存储更大范围的数据可以选择half类型,最差情况下再选择使用float)
使用和变量类型相匹配的参数数目来对变量进行初始化
避免不必要的计算
Shader中进行了过多的运算，使得需要的临时寄存器数目或指令数目超过了当前可支持的数目。通常，我们可以通过制定更高级的Shader Target 来消除这些错误。下表给出了Unity 目前支持的Shader Target。
慎用分支和循环语句
建议：分支判断语句中使用的条件变量最好是常数,即在Shader运行过程中不会发生变化；每个分支中包含的操作指令数尽可能少；分支的嵌套层数尽可能少。不要除以0
光照的基础知识
辐照度：量化光的一个指标。对于平行光来说，它的辐照度可以通过计算在垂直于l的单位面积上单位时间内穿过的能量来得到 散射：散射只改变光线的方向，但是不改变光线的密度和颜色。分为折射（透射）和反射 反射：高光反射部分表示物体表面是如何反射光线的，而漫反射部分表示有多少光线会被折射、吸收、散射出表面 出射度：根据入射光线的数量和方向，可以计算出出射光线的数量和而方向，我们常用出射度来描述它。辐照度和出射度之间满足线性关系，他们之间的比值就是材质的漫反射和高光反射属性 着色：根据材质属性(如漫反射属性等)、光源信息(如光源方向、辐照度等),使用一个等式去计算沿某个观察方向的出射度的过程。我们也把这个等式称为光照模型标准光照模型
标准光照模型只关心直接光照（direct lIght），也就是那些直接从光源发出照射到物体表面后，经过物体表面的一次反射直接进入摄像机的光线。·自发光（emissive）：使用
表示，用于描述给定一个方向时，一个表面本身会向改方向发射多少辐射量。需要注意的是，如果没有使用全局光照技术，这些自发光的表面并不会真的照亮周围的物体，只是使他本身看起来更亮而已。
·高光反射（specular）：使用
表示，这部分用于描述当光线从光源照射到模型表面，该表面会在完全反射方向散射多少辐射量
在这四个矢量中，我们实际上只需要知道其中3个矢量即可，而第4个矢量——反射方向可以通过其他信息计算得到：
我们就可以利用Phong模型来计算高光反射的部分：
其中Mgloss是材质的光泽度，也被称为反光度。它用于控制高光区域的“亮点”有多宽，Mgloss越大，亮点就越小。Mspscular是材质的高光反射颜色，它用于控制该材质对于高光反射的强度和颜色。Clight则是光源的颜色和强度。
Blinn模型避免计算反射方向r，引入了一个新的矢量h，h通过对v和I的取平均然后归一化得到。Blinn模型计算公式如下：
在硬件实现时，如果摄像机和光源距离模型足够远的话， Blinn模型会快于Phong模型,这是因为此时可以认为v和I都是定值，因此将是一个常量。但是，当v或者I不是定值时， Phong模型可能反而更快一些。需要注意的是，这两种光照模型都是经验模型。
·漫反射（diffuse）:使用
表示，描述当光线从光源照射到模型表面时,该表面会向每个方向散射多少辐射量。
博主：mx 其中，n是表面法线，I是指向光源的单位矢量, Mdiffuse是材质的漫反射颜色, Clight是光源颜色。需要注意的是，我们需要防止法线和光源方向点乘的结果为负值，为此，我们使用取最大值的函数来将其截取到0，这可以防止物体被从后面来的光源照亮。
·环境光（ambient）：使用
表示，它用于描述其他所有的间接光照。
逐像素光照和逐顶点光照
逐像素光照：在片元着色器中计算。在逐像素光照中，我们会以每个像素为基础,得到它的法线（可以是对顶点法线插值得到的，也可以是从法线纹理中采样得到的），然后进行光照模型的计算。这种在面片之间对顶点法线进行插值的技术被称为Phong着色（Phong shading）也被称为Phong插值或法线插值着色技术。这不同于我们之前讲到的Phong光照模型。 逐顶点光照：在顶点着色器中计算。其中的着色方法位高洛德着色。在逐顶点光照中，我们在每个顶点上计算光照，然后会在渲染图元内部进行线性插值，最后输出成像素颜色。由于顶点数目往往远小于像素数目，因此逐顶点光照的计算量往往要小于逐像素光照。但是,由于逐顶点光照依赖于线性插值来得到像素光照，因此，当光照模型中有非线性的计算（例如计算高光反射时）时，逐顶点光照就会出问题。而且，由于逐顶点光照会在渲染图元内部对顶点颜色进行插值，这会导致渲染图元内部的颜色总是暗于顶点处的最高颜色值，这在某些情况下会产生明显的棱角现象。在Unity Shader中分别用逐顶点光照、逐像素光照实现光照模型（额外：逐像素半兰伯特–Blinn模型、在顶点着色器中计算漫反射而在片元着色器中计算高光反射）
前记知识： CG中可以使用seturate函数实现max功能 函数：saturate（x）参数：x：为用于操作的标量或矢量,可以是float， float2，float3等类型。描述：把x截取在[0，1]范围内,如果x是一个矢量,那么会对它的每一个分量进行这样的操作。CG中可以使用reflect函数求出反射方向
函数：reflect（i，n）参数: i—入射方向: n—法线方向。可以是float，float2， float3等类型。描述：当给定入射方向i和法线方向n时，reflect函数可以返回反射方向。
UnityCG.cginc中一些常用的帮助函数
（注意：这些函数没有保证得到的方向矢量是单位矢量，使用之前记得归一化）
博主：mx实例：
（胶囊体从左到右分别是逐顶点漫反射、逐像素半兰伯特漫反射、逐像素漫反射、逐顶点漫/高光反射、逐像素漫/高光反射、逐像素半兰伯特–Blinn反射、逐顶点漫反射–逐像素高光反射）
逐顶点漫反射代码：
逐像素半兰伯特漫反射：
逐像素漫反射：
逐顶点漫/高光反射：
博主：mx
逐像素漫/高光反射：
逐像素半兰伯特–Blinn反射：
逐顶点漫反射–逐像素高光反射：
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