- 前向渲染是最常用的一种渲染路径,每次Draw的时候都要对一个物体都要进行进行一次(或者多次)光照计算,然后再对下一个物体进行光照计算。如果在Fragment shader中计算,这种计算量是很大的。
- 前向渲染在pass中要使用“LightMode”=“ForwardBase”等标签。使用这个标签后unity才能给内置的一些变量正确赋值。如_WorldSpaceLightPos0,_LightColor0等。在ForwardBase的Pass中会计算最重要的平行光、逐顶点/SH光源与LightMaps和环境光。
- 前向渲染路径还有一种路径为"ForwardAdd"路径,包含此标签的Pass会计算额外的逐像素光源,每个Pass对应一个光源。也就是说如果场景中有m个光源,那么就会执行对应的Pass m次,如果shader中没有给对应的光源编写Pass,则物体不会受这个光源的影响。
- 一个前向渲染实例:包含一个最重要的平行光,4个点光源。其中环境光,平行光在ForwardBase 的Pass中逐像素计算(frag中)(还可以计算光照贴图等)。4个点光源(V5.6中设置为auto不好使,设置为Important)在ForwardAdd中逐像素计算,每个点光源执行一次ForwardAdd Pass。考虑了光源衰减因子,平行光不衰减,点光源采用unity中内置变量计算衰减,使用衰减纹理计算,避免了过多的距离平方开方计算等。
Shader "FFD/ForwardRenderingBasePass"
{
Properties
{
_MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
}
SubShader
{
Tags { "RenderType"="Opaque" }
LOD 100
Pass
{
Tags{"LightMode" = "ForwardBase"}
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#pragma multi_compile_fwdbase //可以正确得到光源衰减等信息
#include "UnityCG.cginc"
#include "Lighting.cginc"
#include "AutoLight.cginc"
struct v2f
{
float2 uv : TEXCOORD0;
float4 pos : SV_POSITION;
float3 worldNormal : NORMAL;
SHADOW_COORDS(2)
};
sampler2D _MainTex;
float4 _MainTex_ST;
v2f vert (appdata_base v)
{
v2f o;
o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
o.uv = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex);
o.worldNormal = mul(v.normal,(float3x3)unity_WorldToObject);
TRANSFER_SHADOW(o);
return o;
}
fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
{
// sample the texture
fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
float3 worldLightDir = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);
float3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);
fixed4 ambient = fixed4(UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz,1);
fixed4 diffuse = fixed4(_LightColor0.xyz*saturate(dot(worldNormal,worldLightDir)),1);
col = col*(ambient+diffuse);
fixed shadow = SHADOW_ATTENUATION(i);
col = shadow*col;
return col;
}
ENDCG
}
Pass{
Tags { "LightMode" = "ForwardAdd"}
Blend One One
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#pragma multi_compile_fwdadd //可以正确得到光源衰减等信息
#include "unitycg.cginc"
#include "lighting.cginc"
#include "autolight.cginc "
struct v2f{
float4 pos : SV_POSITION;
float3 normalWorld : NORMAL;
float4 posWorld : TEXCOORD0;
};
v2f vert(appdata_base IN)
{
v2f o;
o.pos = UnityObjectToClipPos(IN.vertex);
o.normalWorld = mul(IN.normal,(float3x3)unity_WorldToObject);
o.posWorld = mul(IN.vertex,unity_ObjectToWorld);
return o;
}
fixed4 frag (v2f IN) : SV_Target
{
fixed atten;
#ifdef USING_DIRECTIONAL_LIGHT
fixed3 worldLightDir = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);
atten = 1;
#else
fixed3 worldLightDir = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz - IN.posWorld.xyz);
float3 lightCoord = mul(unity_WorldToLight,IN.posWorld).xyz;
atten = tex2D(_LightTexture0,dot(lightCoord,lightCoord).rr).UNITY_ATTEN_CHANNEL;
#endif
fixed3 diffuse = _LightColor0.xyz * atten * saturate(dot(worldLightDir,normalize(IN.normalWorld)));
return fixed4(diffuse,1);
}
ENDCG
}
}
FallBack "Specular"
}