Unity中Shader的Standard材质解析(二)

文章目录

  • 前言
  • 一、我们对 Standard 的 PBR 的 GI 进行解析
    • 1、我们先创建一个PBR的.cginc文件,用于整理用到的函数
    • 2、然后在Standard的Shader中引用该cginc文件
  • 二、依次整理函数到该cginc文件中
    • 我们来看一下PBR中GI的镜面反射做了些什么
  • 二、最终代码
    • .cginc代码:
    • Shader代码:


前言

Unity中Shader的Standard材质解析(二),对 Standard 的 PBR 的 GI 进行解析

  • Unity中Shader的Standard材质解析(一)

一、我们对 Standard 的 PBR 的 GI 进行解析

在这里插入图片描述

1、我们先创建一个PBR的.cginc文件,用于整理用到的函数

在这里插入图片描述

2、然后在Standard的Shader中引用该cginc文件

#include “CGInclude/MyPhysicallyBasedRendering.cginc”


二、依次整理函数到该cginc文件中

  • 整理 LightingStandard_GI1(o, giInput, gi); 中的数据

在这里插入图片描述

  • Unity_GlossyEnvironmentData表示GI中的反射准备数据

在这里插入图片描述

  • 准备好反射数据后,计算得出GI中的 漫反射 和 镜面反射

在这里插入图片描述

  • 输出漫反射看看效果

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

  • 输出镜面反射看看效果

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

  • 我们可以自定义一下Cubemap,看看不同的反射效果

(这就是PBR的优点,可以根据不同的环境,直接呈现效果,不用再根据环境调节参数)

请添加图片描述

我们来看一下PBR中GI的镜面反射做了些什么

  • 这个程序块只会在,反射探针中开启Box Projection时,才会运行

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
这选项的作用是:使用反射探针的物体在移动时,效果不会变,只有在摄像机方向变时,效果才会变化。那么,要让物体动时,反射效果同时改变的话,就需要开启该选项。

  • 在取消了材质的Reflection后,会运行该程序块
  • 反之,运行之后的部分

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

  • 在开启反射效果后,对于感性粗糙度的计算。
  • 在Unity中的粗糙度,使用分级贴图来模拟粗糙度(节省性能)

在这里插入图片描述

  • 由于粗糙度与反射探针的mip变化不呈现线性正比,所以需要一个公式来改变

//r = r * (1.7 - 0.7r)
perceptualRoughness = perceptualRoughness
(1.7 - 0.7*perceptualRoughness);

在这里插入图片描述

在Blender中,粗糙度是按数值改变的:
请添加图片描述

在Unity中,反射探针是按贴图分级来模拟的粗糙度:

请添加图片描述

在这里插入图片描述


二、最终代码

.cginc代码:

#ifndef MYPHYSICALLYBASERENDERING_INCLUDE#define MYPHYSICALLYBASERENDERING_INCLUDEhalf3 Unity_GlossyEnvironment1 (UNITY_ARGS_TEXCUBE(tex), half4 hdr, Unity_GlossyEnvironmentData glossIn){half perceptualRoughness = glossIn.roughness /* perceptualRoughness */ ;// TODO: CAUTION: remap from Morten may work only with offline convolution, see impact with runtime convolution!// For now disabled#if 0float m = PerceptualRoughnessToRoughness(perceptualRoughness); // m is the real roughness parameterconst float fEps = 1.192092896e-07F;        // smallest such that 1.0+FLT_EPSILON != 1.0  (+1e-4h is NOT good here. is visibly very wrong)float n =  (2.0/max(fEps, m*m))-2.0;        // remap to spec power. See eq. 21 in --> https://dl.dropboxusercontent.com/u/55891920/papers/mm_brdf.pdfn /= 4;                                     // remap from n_dot_h formulatino to n_dot_r. See section "Pre-convolved Cube Maps vs Path Tracers" --> https://s3.amazonaws.com/docs.knaldtech.com/knald/1.0.0/lys_power_drops.htmlperceptualRoughness = pow( 2/(n+2), 0.25);      // remap back to square root of real roughness (0.25 include both the sqrt root of the conversion and sqrt for going from roughness to perceptualRoughness)#else// MM: came up with a surprisingly close approximation to what the #if 0'ed out code above does.//r = r * (1.7 - 0.7*r)//由于粗糙度与反射探针的mip变化不呈现线性正比,所以需要一个公式来改变perceptualRoughness = perceptualRoughness*(1.7 - 0.7*perceptualRoughness);#endif//UNITY_SPECCUBE_LOD_STEPS = 6,表示反射探针的mip级别有 6 档。粗糙度X6得到最终得mip级别half mip = perceptualRoughnessToMipmapLevel(perceptualRoughness);half3 R = glossIn.reflUVW;half4 rgbm = UNITY_SAMPLE_TEXCUBE_LOD(tex, R, mip);return DecodeHDR(rgbm, hdr);}//GI中的镜面反射inline half3 UnityGI_IndirectSpecular1(UnityGIInput data, half occlusion, Unity_GlossyEnvironmentData glossIn){half3 specular;//如果开启了反射探针的Box Projection#ifdef UNITY_SPECCUBE_BOX_PROJECTION// we will tweak reflUVW in glossIn directly (as we pass it to Unity_GlossyEnvironment twice for probe0 and probe1), so keep original to pass into BoxProjectedCubemapDirectionhalf3 originalReflUVW = glossIn.reflUVW;glossIn.reflUVW = BoxProjectedCubemapDirection (originalReflUVW, data.worldPos, data.probePosition[0], data.boxMin[0], data.boxMax[0]);#endif#ifdef _GLOSSYREFLECTIONS_OFFspecular = unity_IndirectSpecColor.rgb;#elsehalf3 env0 = Unity_GlossyEnvironment1 (UNITY_PASS_TEXCUBE(unity_SpecCube0), data.probeHDR[0], glossIn);//如果开启了反射探针混合#ifdef UNITY_SPECCUBE_BLENDINGconst float kBlendFactor = 0.99999;float blendLerp = data.boxMin[0].w;UNITY_BRANCHif (blendLerp < kBlendFactor){#ifdef UNITY_SPECCUBE_BOX_PROJECTIONglossIn.reflUVW = BoxProjectedCubemapDirection (originalReflUVW, data.worldPos, data.probePosition[1], data.boxMin[1], data.boxMax[1]);#endifhalf3 env1 = Unity_GlossyEnvironment (UNITY_PASS_TEXCUBE_SAMPLER(unity_SpecCube1,unity_SpecCube0), data.probeHDR[1], glossIn);specular = lerp(env1, env0, blendLerp);}else{specular = env0;}#elsespecular = env0;#endif#endifreturn specular * occlusion;}inline UnityGI UnityGlobalIllumination1 (UnityGIInput data, half occlusion, half3 normalWorld){return UnityGI_Base(data, occlusion, normalWorld);}//GI计算inline UnityGI UnityGlobalIllumination1 (UnityGIInput data, half occlusion, half3 normalWorld, Unity_GlossyEnvironmentData glossIn){//计算得出GI中的漫反射UnityGI o_gi = UnityGI_Base(data, occlusion, normalWorld);//计算得出GI中的镜面反射o_gi.indirect.specular = UnityGI_IndirectSpecular1(data, occlusion, glossIn);return o_gi;}float SmoothnessToPerceptualRoughness1(float smoothness){return (1 - smoothness);}Unity_GlossyEnvironmentData UnityGlossyEnvironmentSetup1(half Smoothness, half3 worldViewDir, half3 Normal, half3 fresnel0){Unity_GlossyEnvironmentData g;//粗糙度g.roughness /* perceptualRoughness */   = SmoothnessToPerceptualRoughness1(Smoothness);//反射球的采样坐标g.reflUVW   = reflect(-worldViewDir, Normal);return g;}//PBR光照模型的GI计算inline void LightingStandard_GI1(SurfaceOutputStandard s,UnityGIInput data,inout UnityGI gi){//如果是延迟渲染PASS并且开启了延迟渲染反射探针的话#if defined(UNITY_PASS_DEFERRED) && UNITY_ENABLE_REFLECTION_BUFFERSgi = UnityGlobalIllumination1(data, s.Occlusion, s.Normal);#else//Unity_GlossyEnvironmentData表示GI中的反射准备数据Unity_GlossyEnvironmentData g = UnityGlossyEnvironmentSetup1(s.Smoothness, data.worldViewDir, s.Normal,lerp(unity_ColorSpaceDielectricSpec.rgb, s.Albedo,s.Metallic));//进行GI计算并返回输出gigi = UnityGlobalIllumination1(data, s.Occlusion, s.Normal, g);#endif}#endif

Shader代码:

//Standard材质
Shader "MyShader/P2_2_5"
{Properties{_Color ("Color", Color) = (1,1,1,1)_MainTex ("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {}[NoScaleOffset]_MetallicTex("Metallic(R) Smoothness(G) AO(B)",2D) = "white" {}[NoScaleOffset][Normal]_NormalTex("NormalTex",2D) = "bump" {}_Glossiness ("Smoothness", Range(0,1)) = 0.0_Metallic ("Metallic", Range(0,1)) = 0.0_AO("AO",Range(0,1)) = 1.0}SubShader{Tags{"RenderType"="Opaque"}LOD 200// ---- forward rendering base pass:Pass{Name "FORWARD"Tags{"LightMode" = "ForwardBase"}CGPROGRAM// compile directives#pragma vertex vert#pragma fragment frag#pragma target 3.0#pragma multi_compile_instancing#pragma multi_compile_fog#pragma multi_compile_fwdbase#include "UnityCG.cginc"#include "Lighting.cginc"#include "UnityPBSLighting.cginc"#include "AutoLight.cginc"#include "CGInclude/MyPhysicallyBasedRendering.cginc"sampler2D _MainTex;float4 _MainTex_ST;half _Glossiness;half _Metallic;fixed4 _Color;sampler2D _MetallicTex;half _AO;sampler2D _NormalTex;struct appdata{float4 vertex : POSITION;float4 tangent : TANGENT;float3 normal : NORMAL;float4 texcoord : TEXCOORD0;float4 texcoord1 : TEXCOORD1;float4 texcoord2 : TEXCOORD2;float4 texcoord3 : TEXCOORD3;fixed4 color : COLOR;UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID};// vertex-to-fragment interpolation data// no lightmaps:struct v2f{float4 pos : SV_POSITION;float2 uv : TEXCOORD0; // _MainTexfloat3 worldNormal : TEXCOORD1;float3 worldPos : TEXCOORD2;#if UNITY_SHOULD_SAMPLE_SHhalf3 sh : TEXCOORD3; // SH#endif//切线空间需要使用的矩阵float3 tSpace0 : TEXCOORD4;float3 tSpace1 : TEXCOORD5;float3 tSpace2 : TEXCOORD6;UNITY_FOG_COORDS(7)UNITY_SHADOW_COORDS(8)};// vertex shaderv2f vert(appdata v){v2f o;o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);o.uv.xy = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex);float3 worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;float3 worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);//世界空间下的切线half3 worldTangent = UnityObjectToWorldDir(v.tangent);//切线方向half tangentSign = v.tangent.w * unity_WorldTransformParams.w;//世界空间下的副切线half3 worldBinormal = cross(worldNormal, worldTangent) * tangentSign;//切线矩阵o.tSpace0 = float3(worldTangent.x, worldBinormal.x, worldNormal.x);o.tSpace1 = float3(worldTangent.y, worldBinormal.y, worldNormal.y);o.tSpace2 = float3(worldTangent.z, worldBinormal.z, worldNormal.z);o.worldPos.xyz = worldPos;o.worldNormal = worldNormal;// SH/ambient and vertex lights#if UNITY_SHOULD_SAMPLE_SH && !UNITY_SAMPLE_FULL_SH_PER_PIXELo.sh = 0;// Approximated illumination from non-important point lights#ifdef VERTEXLIGHT_ONo.sh += Shade4PointLights (unity_4LightPosX0, unity_4LightPosY0, unity_4LightPosZ0,unity_LightColor[0].rgb, unity_LightColor[1].rgb, unity_LightColor[2].rgb, unity_LightColor[3].rgb,unity_4LightAtten0, worldPos, worldNormal);#endifo.sh = ShadeSHPerVertex (worldNormal, o.sh);#endifUNITY_TRANSFER_LIGHTING(o, v.texcoord1.xy);UNITY_TRANSFER_FOG(o, o.pos); // pass fog coordinates to pixel shaderreturn o;}// fragment shaderfixed4 frag(v2f i) : SV_Target{UNITY_EXTRACT_FOG(i);float3 worldPos = i.worldPos.xyz;float3 worldViewDir = normalize(UnityWorldSpaceViewDir(worldPos));SurfaceOutputStandard o;UNITY_INITIALIZE_OUTPUT(SurfaceOutputStandard, o);fixed4 mainTex = tex2D(_MainTex, i.uv);o.Albedo = mainTex.rgb * _Color;o.Emission = 0.0;fixed4 metallicTex = tex2D(_MetallicTex, i.uv);o.Metallic = metallicTex.r * _Metallic;o.Smoothness = metallicTex.g * _Glossiness;o.Occlusion = metallicTex.b * _AO;o.Alpha = 1;half3 normalTex = UnpackNormal(tex2D(_NormalTex,i.uv));half3 worldNormal = half3(dot(i.tSpace0,normalTex),dot(i.tSpace1,normalTex),dot(i.tSpace2,normalTex));o.Normal = worldNormal;// compute lighting & shadowing factorUNITY_LIGHT_ATTENUATION(atten, i, worldPos)// Setup lighting environmentUnityGI gi;UNITY_INITIALIZE_OUTPUT(UnityGI, gi);gi.indirect.diffuse = 0;gi.indirect.specular = 0;gi.light.color = _LightColor0.rgb;gi.light.dir = _WorldSpaceLightPos0.xyz;// Call GI (lightmaps/SH/reflections) lighting functionUnityGIInput giInput;UNITY_INITIALIZE_OUTPUT(UnityGIInput, giInput);giInput.light = gi.light;giInput.worldPos = worldPos;giInput.worldViewDir = worldViewDir;giInput.atten = atten;#if defined(LIGHTMAP_ON) || defined(DYNAMICLIGHTMAP_ON)giInput.lightmapUV = IN.lmap;#elsegiInput.lightmapUV = 0.0;#endif#if UNITY_SHOULD_SAMPLE_SH && !UNITY_SAMPLE_FULL_SH_PER_PIXELgiInput.ambient = i.sh;#elsegiInput.ambient.rgb = 0.0;#endifgiInput.probeHDR[0] = unity_SpecCube0_HDR;giInput.probeHDR[1] = unity_SpecCube1_HDR;#if defined(UNITY_SPECCUBE_BLENDING) || defined(UNITY_SPECCUBE_BOX_PROJECTION)giInput.boxMin[0] = unity_SpecCube0_BoxMin; // .w holds lerp value for blending#endif#ifdef UNITY_SPECCUBE_BOX_PROJECTIONgiInput.boxMax[0] = unity_SpecCube0_BoxMax;giInput.probePosition[0] = unity_SpecCube0_ProbePosition;giInput.boxMax[1] = unity_SpecCube1_BoxMax;giInput.boxMin[1] = unity_SpecCube1_BoxMin;giInput.probePosition[1] = unity_SpecCube1_ProbePosition;#endifLightingStandard_GI1(o, giInput, gi);//return fixed4(gi.indirect.specular,1);// PBS的核心计算fixed4 c = LightingStandard(o, worldViewDir, gi);UNITY_APPLY_FOG(_unity_fogCoord, c); // apply fogUNITY_OPAQUE_ALPHA(c.a); //把c的Alpha置1return c;}ENDCG}}}

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.hqwc.cn/news/215394.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系编程知识网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

基于食肉植物算法优化概率神经网络PNN的分类预测 - 附代码

基于食肉植物算法优化概率神经网络PNN的分类预测 - 附代码 文章目录 基于食肉植物算法优化概率神经网络PNN的分类预测 - 附代码1.PNN网络概述2.变压器故障诊街系统相关背景2.1 模型建立 3.基于食肉植物优化的PNN网络5.测试结果6.参考文献7.Matlab代码 摘要&#xff1a;针对PNN神…

[网鼎杯 2020 朱雀组]phpweb

看一下源码 应该是输入的date 作为函数&#xff0c;value作为内部参数的值&#xff0c;将date()函数返回的结果显示在页面上 回去看的时候&#xff0c;意外发现页面有了新的跳转&#xff0c;观察一下发现&#xff0c;页面每隔五秒就会发生一次跳转 所以就抓包看看 抓包发现po…

Java自动装箱(autoboxing)和自动拆箱(autounboxing)介绍

Java自动装箱(autoboxing)和自动拆箱(autounboxing)介绍 先回顾一下 Java 中的基本数据类型和包装类。 基本数据类型&#xff08;Primitive Data Types&#xff09;&#xff1a; Java 提供了一组基本数据类型&#xff0c;有8种基本数据类型&#xff1a;byte、short、int、long…

【教3妹学编程-算法题】统计和小于目标的下标对数目

2哥 : 3妹&#xff0c;OpenAI的宫斗剧迎来了大结局&#xff01;OpenAI宣布阿尔特曼复职CEO&#xff0c;董事会重组 3妹&#xff1a;啊&#xff1f;到底谁才是幕后操纵者啊&#xff0c;有咩有揪出来 2哥 : 也不是很清楚&#xff0c;据说在被开除的几周前&#xff0c;前CEO曾谴责…

jQuery_04 jQuery选择器应用

jQuery中的选择器 1.基本选择器 1.1 id $("#id值") id名称 1.2 class $(".class值") class名称 1.3 标签选择器 $("标签名字") 标签名称 1.4 所有选择器 $("*") 所有标签 1.5 组合选择器 …

ArkTS-自定义组件学习

文章目录 创建自定义组件页面和自定义组件生命周期自定义组件和页面的区别页面生命周期(即被Entry修饰的组件)组件生命周期(即被Component修饰的组件) Builder装饰器&#xff1a;自定义构建函数按引用传递参数按值传递参数 BuilderParam装饰器&#xff1a;引用Builder函数 这个…

IO口速度影响了什么?

我们在初学单片机的时候都知道单片机GPIO的作用是巨大的&#xff0c;在配置GPIO的时候&#xff0c;结构体初始化里有一个选项是配置输入输出速度的&#xff0c;对于这个速度输出是必须要配置的&#xff0c;输入没有明令说明需不需要配置。 这个速度对于学习过32单片机的都应该知…

汽车电子 -- 根据DBC解析CAN报文

采集的CAN报文&#xff0c;怎么通过DBC解析呢&#xff1f;有一下几种方法。 首先需要确认是CAN2.0 还是CAN FD报文。 还有是 实时解析 和 采集数据 进行解析。 一、CAN2.0报文实时解析&#xff1a; 1、CANTest工具 使用CAN分析仪 CANalyst-II&#xff0c;采集CAN报文。 使用…

XG916Ⅱ轮式装载机后驱动桥设计机械设计CAD

wx供重浩&#xff1a;创享日记 对话框发送&#xff1a;装载机 获取完整论文报告工程源文件 本次设计内容为XG916Ⅱ装载机后驱动桥设计&#xff0c;大致上分为主传动的设计&#xff0c;差速器的设计&#xff0c;半轴的设计&#xff0c;最终传动的设计四大部分。其中主传动锥齿轮…

【element优化经验】el-dialog修改title样式

目录 前言 解决之路 1.把默认的这个图标隐藏&#xff0c;官方的api有这个属性&#xff1a;showClose值设置false. 2.title插槽定制&#xff1a;左边定制标题&#xff0c;右边定制按钮区域。 3.背景颜色修改&#xff1a;默认title是有padding的需要把它重写调&#xff0c;然…

(Matalb时序预测)GA-BP遗传算法优化BP神经网络的多维时序回归预测

目录 一、程序及算法内容介绍&#xff1a; 基本内容&#xff1a; 亮点与优势&#xff1a; 二、实际运行效果&#xff1a; 三、部分代码 四、本文代码数据说明手册分享&#xff1a; 一、程序及算法内容介绍&#xff1a; 基本内容&#xff1a; 本代码基于Matalb平台编译&am…

uniapp适配微信隐私协议开发指南[uniapp+vue3+js]

没怎么做过uniapp&#xff0c;找了一些文章做了出来&#xff0c;给大家分享一下 2023.9.15以后需要适配微信的隐私协议开发指南 目前uniapp的说法是微信小程序隐私协议开发指南 | uni-app官网 微信小程序小程序隐私协议开发指南 | 微信开放文档 微信官方提供了几个demo 完…