Ejemplos de Iluminación del Surface Shader

Esta página proporciona ejemplos de Surface Shader lighting models en Surface Shaders. Para obtener una orientación más general del Surface Shader, mire Ejemplos Surface Shader.

Ya que Deferred Lighting no funciona bien con algunos modelos de iluminación personalizados por-material, en la mayoría de ejemplos a continuación nosotros hacemos que los shaders compilen a solamente Forward Rendering.

Diffuse

Lo siguiente es un ejemplo de un shader que utiliza el modelo de iluminación Lambert integrado:

  Shader "Example/Diffuse Texture" {
    Properties {
      _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
    }
    SubShader {
      Tags { "RenderType" = "Opaque" }
      CGPROGRAM
      #pragma surface surf Lambert
      
      struct Input {
          float2 uv_MainTex;
      };
      
      sampler2D _MainTex;
      
      void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
          o.Albedo = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb;
      }
      ENDCG
    }
    Fallback "Diffuse"
  }

Así es como se ve con una textura y sin una textura, con una directional Light en la escena:

El siguiente ejemplo muestra cómo lograr el mismo resultado escribiendo un modelo de iluminación personalizado en lugar de usar el modelo Lambert incorporado.

Para ello, es necesario utilizar varias funciones del modelo de iluminación del Surface Shader. Aquí hay un Lambert sencillo. Tenga en cuenta que sólo cambia la sección CGPROGRAM; El código Shader que le rodea es exactamente el mismo:

    Shader "Example/Diffuse Texture" {
        Properties {
            _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
        }
        SubShader {
        Tags { "RenderType" = "Opaque" }
        CGPROGRAM
          #pragma surface surf SimpleLambert
  
          half4 LightingSimpleLambert (SurfaceOutput s, half3 lightDir, half atten) {
              half NdotL = dot (s.Normal, lightDir);
              half4 c;
              c.rgb = s.Albedo * _LightColor0.rgb * (NdotL * atten);
              c.a = s.Alpha;
              return c;
          }
  
        struct Input {
            float2 uv_MainTex;
        };
        
        sampler2D _MainTex;
        
        void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
            o.Albedo = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb;
        }
        ENDCG
        }
        Fallback "Diffuse"
    }

Este sencillo modelo de iluminación difusa utiliza la función LightingSimpleLambert. Calcula la iluminación calculando un producto punto entre la normal de la superficie y la dirección de la luz, y luego aplicando la atenuación de la luz y el color.

Diffuse Wrap

El siguiente ejemplo muestra un Wrapped Diffuse, una modificación de Diffuse lighting, dónde la iluminación “envuelve el alrededor” de los bordes de los objetos. Es útil para falsificar el efecto de dispersión del subsuelo. Solo la sección CGPROGRAM cambia, por lo que una vez, el código del Shader alrededor es omitido:

    ...ShaderLab code...
    CGPROGRAM
    #pragma surface surf WrapLambert

    half4 LightingWrapLambert (SurfaceOutput s, half3 lightDir, half atten) {
        half NdotL = dot (s.Normal, lightDir);
        half diff = NdotL * 0.5 + 0.5;
        half4 c;
        c.rgb = s.Albedo * _LightColor0.rgb * (diff * atten);
        c.a = s.Alpha;
        return c;
    }

    struct Input {
        float2 uv_MainTex;
    };
    
    sampler2D _MainTex;
        void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
        o.Albedo = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb;
    }
    ENDCG
    ...ShaderLab code...

Así es como se ve con una textura y sin una textura, con una directional Light en la escena:

Toon Ramp

El siguiente ejemplo muestra un modelo de iluminación “Ramp” que utiliza una rampa de textura para definir cómo responden las superficies a los ángulos entre la luz y la normal. Esto se puede utilizar para una variedad de efectos, y es especialmente eficaz cuando se utiliza con iluminación Toon.

    ...ShaderLab code...
    CGPROGRAM
    #pragma surface surf Ramp

    sampler2D _Ramp;

    half4 LightingRamp (SurfaceOutput s, half3 lightDir, half atten) {
        half NdotL = dot (s.Normal, lightDir);
        half diff = NdotL * 0.5 + 0.5;
        half3 ramp = tex2D (_Ramp, float2(diff)).rgb;
        half4 c;
        c.rgb = s.Albedo * _LightColor0.rgb * ramp * atten;
        c.a = s.Alpha;
        return c;
    }

    struct Input {
        float2 uv_MainTex;
    };
    
    sampler2D _MainTex;
    
    void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
        o.Albedo = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb;
    }
    ENDCG
    ...ShaderLab code...

Así es como se ve con una textura y sin una textura, con una directional Light en la escena:

Especular Simple

El siguiente ejemplo muestra un modelo de iluminación especular simple, similar al modelo de iluminación BlinnPhong incorporado.

    ...ShaderLab code...
    CGPROGRAM
    #pragma surface surf SimpleSpecular

    half4 LightingSimpleSpecular (SurfaceOutput s, half3 lightDir, half3 viewDir, half atten) {
        half3 h = normalize (lightDir + viewDir);

        half diff = max (0, dot (s.Normal, lightDir));

        float nh = max (0, dot (s.Normal, h));
        float spec = pow (nh, 48.0);

        half4 c;
        c.rgb = (s.Albedo * _LightColor0.rgb * diff + _LightColor0.rgb * spec) * atten;
        c.a = s.Alpha;
        return c;
    }

    struct Input {
        float2 uv_MainTex;
    };
    
    sampler2D _MainTex;
    
    void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
        o.Albedo = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb;
    }
    ENDCG
    ...ShaderLab code...

Así es como se ve con una textura y sin una textura, con una directional Light en la escena:

Custom GI (GI personalizado)

Comenzaremos con un Shader que imita el GI incorporado de Unity:

    Shader "Example/CustomGI_ToneMapped" {
        Properties {
            _MainTex ("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {}
        }
        SubShader {
            Tags { "RenderType"="Opaque" }
            
            CGPROGRAM
            #pragma surface surf StandardDefaultGI
    
            #include "UnityPBSLighting.cginc"
    
            sampler2D _MainTex;
    
            inline half4 LightingStandardDefaultGI(SurfaceOutputStandard s, half3 viewDir, UnityGI gi)
            {
                return LightingStandard(s, viewDir, gi);
            }
    
            inline void LightingStandardDefaultGI_GI(
                SurfaceOutputStandard s,
                UnityGIInput data,
                inout UnityGI gi)
            {
                LightingStandard_GI(s, data, gi);
            }
    
            struct Input {
                float2 uv_MainTex;
            };
    
            void surf (Input IN, inout SurfaceOutputStandard o) {
                o.Albedo = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex);
            }
            ENDCG
        }
        FallBack "Diffuse"
    }

Ahora, agreguemos algún tone mapping encima del GI:

    Shader "Example/CustomGI_ToneMapped" {
        Properties {
            _MainTex ("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {}
            _Gain("Lightmap tone-mapping Gain", Float) = 1
            _Knee("Lightmap tone-mapping Knee", Float) = 0.5
            _Compress("Lightmap tone-mapping Compress", Float) = 0.33
        }
        SubShader {
            Tags { "RenderType"="Opaque" }
            
            CGPROGRAM
            #pragma surface surf StandardToneMappedGI
    
            #include "UnityPBSLighting.cginc"
    
            half _Gain;
            half _Knee;
            half _Compress;
            sampler2D _MainTex;
    
            inline half3 TonemapLight(half3 i) {
                i *= _Gain;
                return (i > _Knee) ? (((i - _Knee)*_Compress) + _Knee) : i;
            }
    
            inline half4 LightingStandardToneMappedGI(SurfaceOutputStandard s, half3 viewDir, UnityGI gi)
            {
                return LightingStandard(s, viewDir, gi);
            }
    
            inline void LightingStandardToneMappedGI_GI(
                SurfaceOutputStandard s,
                UnityGIInput data,
                inout UnityGI gi)
            {
                LightingStandard_GI(s, data, gi);
    
                gi.light.color = TonemapLight(gi.light.color);
                #ifdef DIRLIGHTMAP_SEPARATE
                    #ifdef LIGHTMAP_ON
                        gi.light2.color = TonemapLight(gi.light2.color);
                    #endif
                    #ifdef DYNAMICLIGHTMAP_ON
                        gi.light3.color = TonemapLight(gi.light3.color);
                    #endif
                #endif
                gi.indirect.diffuse = TonemapLight(gi.indirect.diffuse);
                gi.indirect.specular = TonemapLight(gi.indirect.specular);
            }
    
            struct Input {
                float2 uv_MainTex;
            };
    
            void surf (Input IN, inout SurfaceOutputStandard o) {
                o.Albedo = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex);
            }
            ENDCG
        }
        FallBack "Diffuse"
    }