nor text normalize graph www img 由於 2.0 平行四邊形

計算反射向量

Phong用到的是反射向量，計算反射向量的公式是 R = 2*N(dot(N, L)) - L 這個公式是根據向量的投影公式以及平行四邊形法則推導出來的 詳細步驟請看這篇文章，講的非常好 http://www.cnblogs.com/graphics/archive/2013/02/21/2920627.html

Shader "Phong"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
        _Specular("Specular", Range(1, 20)) = 1
        _SpecColor("SpecColor", Color) = (1,1,1,1)
    }
    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 100

        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            #include "UnityCG.cginc"

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 vertex : SV_POSITION;
                float3 normal : TEXCOORD1;
                float3 lightDir : TEXCOORD2;
                float4 objPos : TEXCOORD3;
            };

            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;

            float4 _LightColor0;

            float _Specular;
            float4 _SpecColor;

            v2f vert (appdata_full v)
            {
                v2f o;
                o.objPos = v.vertex;
                o.vertex = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex);
                o.normal = v.normal;
                o.lightDir = ObjSpaceLightDir(v.vertex);//把光向量從世界空間轉成模型空間
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                float3 L = normalize(i.lightDir);
                float3 N = normalize(i.normal);
                float3 viewDir = normalize(ObjSpaceViewDir(i.objPos));//計算出視線

                float diff = saturate(dot(L, N));
                float3 reflection = normalize(2.0 * N * diff - L);//反射向量
                float spec = pow(max(0, dot(reflection, viewDir)), _Specular);
                float3 finalSpec = _SpecColor.rgb * spec;
                //漫反射+鏡面高光+環境光
                float3 finalLight = diff * _LightColor0 + finalSpec + UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT;

                fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
                return col * float4(finalLight, 1);
            }
            ENDCG
        }
    }
}
 

Blinn-phong光照模型

blinn是一個人的名字，他叫吉姆·布林，圖形學界的大牛，他發現了使用半角向量代替反射向量的計算方式 原理是通過視線向量跟光向量的半角向量代替反射向量 halfVector = normalize( L + V ); http://blog.csdn.net/herox25000/article/details/50491483

求反射向量

在圖形學中，計算光照模型時，經常需要求取反射向量，一般的shader函數庫都提供計算反射向量的方法，下面介紹一下如何手動計算反射向量。

給定入射光線向量I和平面法向量N，求反射向量R，如下圖。為了方便計算，這裏假定I和N都是單位向量（模為1，編程時可先將I和N單位化）

方法一

設入射光線向量I和反射平面的法向量N之間的夾角為theta。連接I的始端和R的末端，則有

R = 2P - I （1）

現在問題變成了如何求取P，設入射點0到P與N的交點的向量為S，那麽有

P = I + S （2）

現在問題變成了如何求取向量S，向量S即向量-N（註意，這裏是-N，因為S和N的方向相反。）在向量N上的投影，根據向量的投影公式有

因為N是單位向量，簡化一下得到

將S代入公式（2），再將P代入公式（1）得到

方法二

將R平移一下，與向量N的延長線相交。

由於入射角和反射角相等，且I和R的長度也相等，所以三角形ION是等腰三角形。故有

ON = 2S

所以有

R = I + 2S

而S是-I在N上的投影，所以有

由於N是單位向量，簡化一下得到

所以

貌似方法二更直觀些。

Phong光照模型的Shader實現