菲涅尔反射描述的是当光线照射到物体表面上时,一部分发生反射,一部分进入物体内部,发射折射或散射。被反射的光和入射光之间存在一定的比率关系,这个比率关系可以通过菲涅尔等式进行计算。
Schlick菲涅尔近似等式:Fschlick(v,n) = F0+(1 - F0)(1 - v•n)5 ,F0是一个反射系数,控制菲涅尔反射的强度,v是视角方向,n是表面法线。
Shader "Unlit/fresnel"
{
Properties
{
_ReflectColor("Color a",Color) = (1,1,1,1)
_Cubemap("Map",Cube) = "_Skybox"{} //使用天空盒子的立方体纹理
_FresnelScale("Fresnel",Range(0,1)) = 0.5
}
SubShader
{
Tags { "RenderType"="Opaque" }
LOD 100
Pass
{
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "UnityCG.cginc"
#include "Lighting.cginc"
struct appdata
{
float4 vertex : POSITION;
float3 normal : NORMAL;
};
struct v2f
{
float4 vertex : SV_POSITION;
float3 worldNormal :TEXCOORD0;
float4 worldPos : TEXCOORD1;
float3 reflactDir:TEXCOORD2;
float3 worldViewDir:TEXCOORD3;
};
samplerCUBE _Cubemap;
fixed4 _ReflectColor;
float _FresnelScale;
v2f vert (appdata v)
{
v2f o;
o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex);
o.worldViewDir = UnityWorldSpaceViewDir(o.worldPos);
o.reflactDir = reflect(normalize(-o.worldViewDir),normalize(o.worldNormal));
return o;
}
fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
{
fixed3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);
fixed3 worldLightDir = normalize(UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos));
fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz;
fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * dot(worldNormal, worldLightDir) * 0.5 + 0.5;
fixed3 relection = texCUBE(_Cubemap, i.reflactDir).rgb * _ReflectColor.rgb;
//通过菲涅尔等式计算这个比率
fixed fresnel = _FresnelScale + (1 - _FresnelScale) * pow(1-dot(worldNormal, normalize(i.worldViewDir)), 5);
fixed3 color = ambient + lerp(diffuse, relection, saturate(fresnel));//插值使用这个比率值
return fixed4(color,1);
}
ENDCG
}
}
}