本系列主要参考《Unity Shaders and Effects Cookbook》一书（感谢原书作者），同时会加上一点个人理解或拓展。
这里是本书所有的插图。这里是本书所需的代码和资源（当然你也可以从官网下载）。
========================================== 分割线 ==========================================
写在前面
有很多情况你可能想要使用法线去影响反射效果。比如，你想要模拟一个被霜雪覆盖的玻璃材质的表面，或者一个冰块。如果你根据物理知识真实的模拟这个平面的每一个细节部分，那么你就不要希望你游戏的FPS还可以达到60帧了。相反的，我们可以使用法线贴图来伪造一个视觉体验，因此我们需要学习如何将法线贴图的信息传递给反射效果。
为了完成这个任务，我们将要学习Input结构体的另一个内置参数，它可以将由法线贴图技术生成的修改后的平面法线信息传递进来。下面，让我们来具体看一下如何修改Input结构体来达到这个效果吧！
准备
- 首先，我们需要一个Cubemap来产生反射效果。所以你可以使用前一节中的Cubemap，或者生成一个新的。这一节中，我们使用的如下所示（你可以在本书资源中找到它）：
- 我们还需要一张法线贴图来产生基于法线的反射效果。
- 最后，创建一个新的场景、一个球体、一个平面以及一个平行光。同时，还需要创建一个新的Shader和Material，命名为NormalMappedReflection。
实现
- 首先让我们添加新的properties，使得我们能够添加自己的Cubemap和法线贴图。这个步骤你应该非常熟悉了。向Properties块添加下列代码：
Properties { _MainTint ("Diffuse Tint", Color) = (1,1,1,1) _MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" {} _NormalMap ("Normal Map", 2D) = "bump" {} _Cubemap ("Cubemap", CUBE) = ""{} _ReflAmount ("Reflection Amount", Range(0,1)) = 0.5 } - 然后，我们需要在SubShader块声明这些properties，使得我们能够访问Properties块中的这些数据：
CGPROGRAM #pragma surface surf Lambert samplerCUBE _Cubemap; sampler2D _MainTex; sampler2D _NormalMap; float4 _MainTint; float _ReflAmount;
- 然后，修改Input结构体。这是基于法线贴图的反射的精华所在。通过使用INTERNAL_DATA声明，我们可以访问经过法线贴图修改后的平面的法线信息：
struct Input { float2 uv_MainTex; float2 uv_NormalMap; float3 worldRefl; INTERNAL_DATA };
- 最后，我们需要修改surf函数，来得到最后的基于法线贴图的反射效果：
void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) { half4 c = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex); float3 normals = UnpackNormal(tex2D(_NormalMap, IN.uv_NormalMap)).rgb; o.Normal = normals; o.Emission = texCUBE (_Cubemap, WorldReflectionVector (IN, o.Normal)).rgb * _ReflAmount; o.Albedo = c.rgb * _MainTint; o.Alpha = c.a; }
最后，整体代码如下：
Shader "Custom/NormalMappedReflection" {
Properties {
_MainTint ("Diffuse Tint", Color) = (1,1,1,1)
_MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" {}
_NormalMap ("Normal Map", 2D) = "bump" {}
_Cubemap ("Cubemap", CUBE) = ""{}
_ReflAmount ("Reflection Amount", Range(0,1)) = 0.5
}
SubShader {
Tags { "RenderType"="Opaque" }
LOD 200
CGPROGRAM
#pragma surface surf Lambert
samplerCUBE _Cubemap;
sampler2D _MainTex;
sampler2D _NormalMap;
float4 _MainTint;
float _ReflAmount;
struct Input {
float2 uv_MainTex;
float2 uv_NormalMap;
float3 worldRefl;
INTERNAL_DATA
};
void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) {
half4 c = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex);
float3 normals = UnpackNormal(tex2D(_NormalMap, IN.uv_NormalMap)).rgb;
o.Normal = normals;
o.Emission = texCUBE (_Cubemap, WorldReflectionVector (IN, o.Normal)).rgb * _ReflAmount;
o.Albedo = c.rgb * _MainTint;
o.Alpha = c.a;
}
ENDCG
}
FallBack "Diffuse"
}
效果如下（一个表明凹凸不平的反射球）：
而下图是不加法线影响的效果（一个光滑的反射球）：
解释
你可能已经注意到这一节的Shader和上一节中的非常类似，而有一个非常重要的不同点（上一节直接使用IN.worldRefl来查找Cubemap）。我们想要使用逐像素的法线贴图来修改我们的反射贴图。为了完成这个目的，我们需要得到在应用法线贴图后、物体的平面法线信息。这意味着，我们需要下列代码：
float3 normals = UnpackNormal(tex2D(_NormalMap, IN.uv_NormalMap)).rgb; o.Normal = normals;
一旦上述代码在Shader中执行后，物体的平面法线将被修改；因此，我们需要使用它来影响我们的反射。我们可以通过声明INTERNAL_DATA来访问修改后的法线信息，然后使用WorldReflectionVector (IN, o.Normal)去查找Cubemap中对应的反射信息。这是Unity提供给我们的另一个内置函数，因此我们不需要再自己写那些冗长的代码，而仅仅需要关注编写Shader中产生关键效果的部分。
更多…
结构体中还有很多内置函数（变量），而在将来的章节中我们的确会接触到它们。下面的表格描述了每一个内置函数的作用以及如何使用它们。你也可以访问官网来得到更多的关于内置函数的信息：
| float3 viewDir | 包含了视角的观察方向，主要用于计算视差效应（Parallax effects ），边缘光照，等等。 |
| float4 COLOR | 包含了经过内插值（interpolated ）的每个顶点的颜色值。 |
| float4 screenPos | 包含了用于反射效果的屏幕坐标系的位置信息。例如，在Unity专业版的WetStreet shader中使用了它。 |
| float3 worldPos | 包含了世界坐标系中的位置。 |
| float3 worldRefl | 包含了世界坐标系中的反射向量，如果Surface Shader没有重写o.Normal。参考Reflect-Diffuse shader。 |
| float3 worldNormal | 包含了世界坐标系中的法线向量，如果Surface Shader没有重写o.Normal。 |
| float3 worldRefl; INTERNAL_DATA |
包含了世界坐标系的反射向量，如果Surface Shader重写了o.Normal。为了得到基于逐像素的法线贴图的反射向量，请使用WorldReflectionVector (IN,o.Normal) 。参考Reflect-Bumped shader。 |
| float3 worldNormal; INTERNAL_DATA |
包含了世界坐标系的发现向量，如果Surface Shader重写了o.Normal。为了得到基于逐像素的法线贴图的法线向量，请使用WorldNormalVector (IN,o.Normal) 。参考Reflect-Bumped shader。 |