shader入门基础-内置变量，标签，函数，光照模型

变量

Unity 内置的变换矩阵

公式
$$
\mathtt{c}{diffuse}=(\mathtt{c}\cdot \mathtt{m}_{diffuse})max(0,\vec n \cdot \vec l)
$$

$\vec n$ 是表面法线，$\vec l$ 指向光源的单位矢量，$m_{diffuse}$ 材质漫反射颜色，$c_{light}$ 是光源颜色。

$$
c_{\text{specular}} = (c_{\text{light}} \cdot m_{\text{specular}}) \cdot \max(0, (\vec{v} \cdot \vec{r}))^{m_{\text{gloss}}}
$$

$m_{\text{gloss}}$：材质的光泽度（gloss）或反光度（shininess）
- 控制高光区域的大小：值越大，高光区域越小、越集中
- 典型范围：8-256（金属材质通常100+，塑料通常20-80）
$m_{\text{specular}}$：材质高光反射颜色
- 控制高光反射的强度和颜色（如金色材质：$(1.0, 0.8, 0.2)$）
- 数据类型：RGB向量（例：$(0.8, 0.8, 0.8)$为银白色）
$c_{\text{light}}$：光源的颜色和强度
- 与材质高光颜色相乘（$c_{\text{light}} \cdot m_{\text{specular}}$）
- 数据类型：RGB向量
$\vec{r}$：反射方向
- 计算公式：$\vec{r} = 2(\vec{n} \cdot \vec{l})\vec{n} - \vec{l}$
- 其中$\vec{n}$为表面法线，$\vec{l}$为指向光源的单位矢量
$\vec{v}$：视线方向
- 从表面点到摄像机的单位矢量

移除冗余项：
- 删除$\mathrm{c}_{\text{dot}}$（不是标准Phong模型的一部分）
- 简化表达式：$(\mathrm{c}{\text{light}} \cdot \mathrm{c}{\text{dot}} \cdot → c_{\text{light}} \cdot$
修正点积表示：
- $\mathrm{vec}\ v \cdot \mathrm{c} \cdot → \vec{v} \cdot$
- 点积是标量运算，正确表达：$\vec{v} \cdot \vec{r}$
指数位置修正：
- $)^{m_{\text{gloss}}}$ → $)^{m_{\text{gloss}}}$（确保指数作用于点积结果）
向量表示规范化：
- $\mathrm{vec}\ n → \vec{n}$（统一使用标准向量表示法）
- $\mathrm{vec}\ r → \vec{r}$

公式
$$
\mathtt{c}{diffuse}=(\mathtt{c}\cdot \mathtt{m}_{diffuse})(\alpha(0,\vec n \cdot \vec l)+\beta)
$$

半兰伯特模型没有使用max操作来防止$\vec n$和$\vec l$和的点积为负值，而是进行了$\alpha$倍的缩放和再加上一个$\beta$的偏移。
在绝大多数情况下，$\alpha$和$\beta$的值均为0.5。一般公式为

$$
\mathtt{c}{diffuse}=(\mathtt{c}\cdot \mathtt{m}_{diffuse})(0.5(0,\vec n \cdot \vec l)+0.5)
$$

常见的渲染状态设置选项

状态名称	设置指令	解释
Cull	Cull Back Front Off	设置剔除模式:剔除背面/正面/关闭
ZTest	ZTest Less Greater/LEqula/GEqual/Equal/NotEqual/Always	设置深度测试
ZWrite	ZWrite On/Off	开启/关闭深度写入
Blend	Blend SrcFactor DstFactor	开启并设置混合模式

用于SubShader则会对所有Pass生效，用于特定Pass则对特定Pass生效。

透明度混合
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