1.理論基礎(chǔ)

在Unity當(dāng)中，一般會(huì)采用陰影映射紋理(shadow map)實(shí)現(xiàn)陰影效果 。 ?

深度紋理：根據(jù)目標(biāo)與相機(jī)的距離，越近顏色越深，反之越亮。

陰影映射紋理，則是在燈光視角的深度紋理。

很多效果可以通過深度圖來實(shí)現(xiàn)，比如相交高亮，方向霧效，掃描效果，水體的深度效果等等。

傳統(tǒng)的陰影實(shí)現(xiàn)

把頂點(diǎn)位置變換到光源空間下，然后對(duì)陰影映射紋理進(jìn)行采樣,得到該位置的深度信息。如果紋理的深度<頂點(diǎn)的深度 , 則說明該點(diǎn)位于陰影中。

而在Unity 5中，使用的是屏幕空間的陰影映射技術(shù)(Screenspace Shadow Map)。屏幕空間的陰影映射原本是延遲渲染中產(chǎn)生陰影。(顯卡需要支持MRT)

與傳統(tǒng)陰影差不多，區(qū)別在于是延遲渲染，只計(jì)算屏幕空間內(nèi)陰影。

Unity的屏幕空間的陰影映射技術(shù)

使用ShadowCaster的Pass得到光源的陰影映射紋理以及攝像機(jī)的深度紋理。

由兩者映射得到屏幕空間的陰影圖,然后對(duì)陰影圖采樣即可。

陰影映射紋理生成過程：

Unity把攝像機(jī)放到光源的位置上，然后調(diào)用該P(yáng)ass，由頂點(diǎn)變換得到光源空間位置，并保存深度信息到陰影映射紋理中。

屏幕空間的陰影圖生成過程：

從攝像機(jī)的深度紋理里采樣得到該fragment的深度值，利用矩陣變換,

視角空間->世界空間-> 光源空間坐標(biāo), 與對(duì)比光源的陰影紋理的深度對(duì)比。

如果坐標(biāo)深度>紋理深度, 則在陰影中。將陰影顏色記錄在陰影圖中。

以上的步驟，Unity都幫忙封裝好了，我只需要使用它提供的宏, 得到陰影圖，然后進(jìn)行采樣...

2.投射陰影

生成ShadowMap，固定寫法，模式為ShadowCaster，使用到3個(gè)宏

代碼 （前篇的Lighting_mult.shader上修改）

核心宏

V2F_SHADOW_CASTER
TRANSFER_SHADOW_CASTER_NORMALOFFSET
SHADOW_CASTER_FRAGMENT

3.接收陰影

對(duì)陰影圖采樣即可。

核心代碼

對(duì)于點(diǎn)光源 的陰影, 需要額外修改編譯宏 ,其他的不變

核心宏

SHADOW_COORDS(n) ?聲明一個(gè)TEXCOORDn用于陰影采樣坐標(biāo)

TRANSFER_SHADOW(outputStruct o) ? 轉(zhuǎn)換陰影的uv坐標(biāo)

SHADOW_ATTENUATION(inputStruct i) ? 用來計(jì)算陰影值的, 相當(dāng)于亮度值 ?

完整代碼

https://github.com/smartgrass/MyCodes/blob/main/ShaderLearning/Lighting_mult_shadow.shader