我们是如何看到这个世界的
我们要模拟真实的光照环境来生成一张图像，需要考虑三种物理现象。
1.首先，光线从光源（light source）中被发射出来
2.光线和场景中的一些物体相交：一些光线被物体吸收，另一些光线散射到其他方向
3.最后，摄像机吸收了一些光，产生了图像
光源
光是由光源发射出来的。在实时渲染中，我们通常把光源当成一个没有体积的点，用l来表示它的方向。在光学里，我们用辐照度（irradiance）来量化光。
吸收和散射
光线由光源发射出来以后，就会与一些物体相交。通常，相交的结果有两个：散射（scattering）和吸收（absorption）
散射只改变光的方向，不改变光的颜色和密度。吸收只改变光的颜色和密度，不改变光的方向。光在物体表面经过散射后，有两种方向：一种会散射到物体内部，即折射（refraction）或透射（transmission）；另一种会散射到外部，即反射（reflection）。
为了区分这两种不同的散射方向，我们在光照模型中使用了不同的部分来计算它们：高光反射（specular）部分表示物体表面是如何反射光线的，而漫反射（diffuse）部分则表示有多少光线会被折射，吸收和散射出表面。根据入射光线的数量和方向，我们可以计算出射光线的数量和方向，通常使用出射度（exitance）来描述它。辐照度和出射度之间是满足线性关系的，而它们之间的比值就是材质的漫反射和高光反射属性。
着色 / 光照模型
着色（shading）指的是，根据材质属性（如漫反射），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，这个等式也叫做光照模型（Lighting Model）。不同的光照模型有不同的目的，一些用于描述粗糙的物体表面，一些用于描述金属表面。
BRDF光照模型
在图形学中，BRDF（Bidirectional Reflectance Distribution Function）大多使用一个数学公式来表示，并且提供了一些参数来调整材质属性。通俗来讲，当给定入射方向和辐照度后，BRDF可以给出在某个出射方向上的光照能量分布。
标准光照模型
标准光照模型只关心直接光照，也就是那些从光源发射出来照射到物体表面后，经过物体表面的一次反射直接进入摄像机的光线。
它的基本方法是，把进入到摄像机的光线分为四个部分，每个部分使用一种方法来计算它的贡献度：
自发光（emissive）
当给定一个方向时，一个表面本身会向该方向发射多少辐射量。cemissive = memissive
高光反射（specular）
当光线从光源照射到物体表面时，该表面会在完全镜面反射方向散射多少辐射量。cspecular = clight·mspecular max(0,
v
^
\hat{v}
v^·r)m~gloss~
其中，
mgloss 是材质的光泽度，也被称为反光度，用于控制高光区域的亮点有多宽，mgloss 越大，亮点就越小
mspecular 是材质的高光反射颜色，用于控制该材质对于高光反射的强度和颜色
clight 是光源的颜色和强度
漫反射（diffuse）
当光线从光源照射到物体表面时，该表面会向每个方向散射多少辐射量。cdiffuse = clight·mdiffuse max(0，n·1)
环境光（ambient）
用于描述其他所有的间接光照。cambient = gambient
逐像素还是逐顶点
通常来讲，我们计算基本光照模型有两种选择：在片元着色器中计算，也称逐像素光照；在顶点着色器中计算，也称逐顶点光照
在Unity中实现漫反射光照模型
基本光照模型中漫反射部分的计算公式：
要计算漫反射需要4个参数：
入射光线的颜色和强度clight，材质的漫反射系数mdiffuse，表面法线
n
^
\hat{n}
n^，光源方向 I
为了防止点积结果为负值，我们需要使用max操作，而CG提供了这样的函数。本例中，使用CG的另外一个函数可以达到同样的目的，即 saturate函数。
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]的范围内，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。
在Unity中实现高光反射模型
基本光照模型中高光反射部分的计算公式：
计算高光反射需要4个参数：
clight ：入射光线的颜色和强度
mspecular ：材质的高光反射系数
v
^
\hat{v}
v^：视角方向
r：反射方向
CG提供了计算反射方向的函数reflect
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：当给定了入射方向 i 和法线方向 n 时，reflect函数可以返回反射方向。