shader篇-紋理-遮罩紋理

shader篇-紋理-遮罩紋理

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簡介

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什麼是遮罩紋理？它保護了某些區域，使他們免於某些修改。
比如說高光，你希望模型不同區域有不同的高光強度和高光指數，從而達成細膩的效果，就可以用遮罩紋理控制光照。
比如製作地形需要混混多張圖片，遮罩紋理可以控制如何混合這些紋理。

使用流程和原理

遮罩紋理的使用流程是：採用得到遮罩紋理的紋素值後，使用其中某個通道值與表面屬性相乘。這樣，當通道爲0時，可以保護表面屬性不受該屬性的影響。

代碼實現

配置

Properties {
        _Color ("Color Tint", Color) = (1, 1, 1, 1)
        _MainTex ("Main Tex", 2D) = "white" {}
        _BumpMap ("Normal Map", 2D) = "bump" {}
        _BumpScale("Bump Scale", Float) = 1.0

        //高光反射遮罩紋理
        _SpecularMask ("Specular Mask", 2D) = "white" {}
        //控制遮罩影響度的係數
        _SpecularScale ("Specular Scale", Float) = 1.0

        _Specular ("Specular", Color) = (1, 1, 1, 1)
        _Gloss ("Gloss", Range(8.0, 256)) = 20
    }
    SubShader {
        Pass { 
            Tags { "LightMode"="ForwardBase" }

            CGPROGRAM

            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            #include "Lighting.cginc"

            fixed4 _Color;
            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;
            sampler2D _BumpMap;
            float _BumpScale;
            sampler2D _SpecularMask;
            float _SpecularScale;
            fixed4 _Specular;
            float _Gloss;

輸入輸出結構體

struct a2v {
    float4 vertex : POSITION;
    float3 normal : NORMAL;
    float4 tangent : TANGENT;
    float4 texcoord : TEXCOORD0;
};

struct v2f {
    float4 pos : SV_POSITION;
    float2 uv : TEXCOORD0;
    float3 lightDir: TEXCOORD1;
    float3 viewDir : TEXCOORD2;
    };

頂點着色器
在頂點着色器完成了座標的變換，把它們從模型空間變換到了切線空間

v2f vert(a2v v) {
    v2f o;
    o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);

    o.uv.xy = v.texcoord.xy * _MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw;

    TANGENT_SPACE_ROTATION;
    o.lightDir = mul(rotation, ObjSpaceLightDir(v.vertex)).xyz;
    o.viewDir = mul(rotation, ObjSpaceViewDir(v.vertex)).xyz;

    return o;
    }

片元着色器
我們在片元着色器使用遮罩紋理

fixed4 frag(v2f i) : SV_Target {
    fixed3 tangentLightDir = normalize(i.lightDir);
    fixed3 tangentViewDir = normalize(i.viewDir);

    fixed3 tangentNormal = UnpackNormal(tex2D(_BumpMap, i.uv));
    tangentNormal.xy *= _BumpScale;
    tangentNormal.z = sqrt(1.0 - saturate(dot(tangentNormal.xy, tangentNormal.xy)));

    fixed3 albedo = tex2D(_MainTex, i.uv).rgb * _Color.rgb;

    fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz * albedo;

    fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * albedo * max(0, dot(tangentNormal, tangentLightDir));

    fixed3 halfDir = normalize(tangentLightDir + tangentViewDir);

    //在計算高光反射，採用遮罩紋理來控制高光強度
    fixed specularMask = tex2D(_SpecularMask, i.uv).r * _SpecularScale;

    fixed3 specular = _LightColor0.rgb * _Specular.rgb * pow(max(0, dot(tangentNormal, halfDir)), _Gloss) * specularMask;

    return fixed4(ambient + diffuse + specular, 1.0);
}

遮罩紋理除了用來保護某些區域使它們免於修改，還可以存儲其他逐像素控制的表面屬性。