[游戏开发]HLSL 学习笔记4 光照1

由三部分组成
1 ambient 环境光 ：没有固定来源，来自周围
2 diffuse 漫反射 ：来自光源，但反射向各个方向:需要计算光线和物体表面法线的夹角；
！！！：计算向量时确保坐标是在同一空间，要把向量进行标准化。否则计算会出现错误

3 specular 高光：来自光源，反射向另一个方向。需要光线和眼睛的方向

Ⅰ 设置变量

①光照颜色 :这是UI变量，可以在窗口中控制颜色

float4 AmbientColor: Ambient
<
  string UIName="AMbient Color";
>=(0.25f,0.25f,0.25f,1.0f);

float4 DiffuseColor: Diffuse
<
  string UIName="Diffuse Color";
>=(1.0f,1.0f,1.0f,1.0f);

float4 SpecularColor: Specular
<
  string UIName="Specular Color";
>=(1.0f,1.0f,1.0f,1.0f);

②在vertex shader中计算一些必要的信息

Out.lightVec
Out.eyeVec=ViewInverse[3]-worldSpacePos;//眼睛到物体表面顶点的向量，ViewInverse的最后一列是摄像机的位置

③在pixel shader 中对光照做处理

//环境光
float4 Ambient =AmbientColor*ColorTexture; //用环境光乘以贴图得到物体表面颜色

//漫反射
float diffuselight=saturate(dot(normal,lightVec)); //saturate是计算结果在[0,1]范围内
                                                                             //normal是贴了法线贴图后的法线
                                                                             //lightVec是光线和顶点之间的向量，在vertex shader中计算后传过来
                                                                             //normal和lightVec已经标准化过了
float4 Diffuse =diffuselight*DiffuseColor*ColorTexture*lightColor;  //lightColor是光源的颜色
                                                                    //ColorTexture是贴图
                                                                                                       


//高光
float3 normalEyeVector=normalize(In.eyeVec.xyz);
//光向量和眼睛向量的夹角中线上的向量
float3 half=normalize(lightVec+normalEyeVector);
//光向量和眼睛向量夹角中线和物体法线的夹角
float normal_dot_half=saturate(dot(normal,half));

//控制高光的焦点，限制高光的影响范围
float gloss=Glossiness*SpecularTexture.a; //glossiness是自定义变量。SpectularTexture.a是高光贴图的alpha通道

float SpecularPower=pow(normal_dot_half,gloss);

float4 Specular =SpecularPower*SpecularColor*SpecularTexture;//SpecularTexture用以遮罩

//最终的光为三种光加在一起
float4 finallight= Ambient+Diffuse+Specular;