Shader基本光照模型——菲涅尔模型

mac2026-08-26  8

Shader "lijia/fresnelTest" { Properties { _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {} _fresnelBase("fresnelBase", Range(0, 1)) = 1 _fresnelScale("fresnelScale", Range(0, 1)) = 1 _fresnelIndensity("fresnelIndensity", Range(0, 5)) = 5 _fresnelCol("_fresnelCol", Color) = (1,1,1,1) } SubShader { Tags { "RenderType"="Opaque" } LOD 100 Pass { tags{"lightmode="="forward"} CGPROGRAM #pragma vertex vert #pragma fragment frag #include "UnityCG.cginc" #include "Lighting.cginc" struct appdata { float4 vertex : POSITION; float2 uv : TEXCOORD0; float3 normal : NORMAL; }; struct v2f { float2 uv : TEXCOORD0; float4 vertex : SV_POSITION; float3 L : TEXCOORD1; float3 N : TEXCOORD2; float3 V : TEXCOORD3; }; sampler2D _MainTex; float4 _MainTex_ST; float _fresnelBase; float _fresnelScale; float _fresnelIndensity; float4 _fresnelCol; v2f vert (appdata v) { v2f o; o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex); o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex); //将法线转到世界坐标 o.N = mul(v.normal, (float3x3)unity_WorldToObject); //获取世界坐标的光向量 o.L = WorldSpaceLightDir(v.vertex); //获取世界坐标的视角向量 o.V = WorldSpaceViewDir(v.vertex); return o; } fixed4 frag (v2f i) : SV_Target { fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv); float3 N = normalize(i.N); float3 L = normalize(i.L); float3 V = normalize(i.V); col.rgb *= saturate(dot(N, L)) * _LightColor0.rgb; //菲尼尔公式 float fresnel = _fresnelBase + _fresnelScale*pow(1 - dot(N, V), _fresnelIndensity); col.rgb += lerp(col.rgb, _fresnelCol, fresnel) * _fresnelCol.a; return col; } ENDCG } }

一般运用于水面效果,试想一下你站在湖边,低头看向水里,你会发现近的地方非常清澈见底(反射较少),而看远的地方却倒映着天空(反射较多)。

由于真实的菲尼尔公式计算量较多。在游戏里往往会用简化版的公式来提升效率达到近似的效果

简化后的公式

fresnel = fresnel基础值 + fresnel缩放量*pow( 1 - dot( N, V ), 5 )

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