在這一篇中會實作會介紹折射和反射，以及菲尼爾反射；并且實作鏡子和玻璃效果；

這裡和之前不同的地方在于取樣的是一張CubeMap；

demo裡的cubemap使用的一樣，相機所在位置拍出來的周圍環境圖；

生成CubeMap的工具腳本：

public class RenderCubemapWizard : ScriptableWizard {
	
	public Transform renderFromPosition;
	public Cubemap cubemap;
	
	void OnWizardUpdate () {
		helpString = "Select transform to render from and cubemap to render into";
		isValid = (renderFromPosition != null) && (cubemap != null);
	}
	
	void OnWizardCreate () {
		// create temporary camera for rendering
		GameObject go = new GameObject( "CubemapCamera");
		go.AddComponent<Camera>();
		// place it on the object
		go.transform.position = renderFromPosition.position;
		// render into cubemap		
		go.GetComponent<Camera>().RenderToCubemap(cubemap);
		
		// destroy temporary camera
		DestroyImmediate( go );
	}
	
	[MenuItem("GameObject/Render into Cubemap")]
	static void RenderCubemap () {
		ScriptableWizard.DisplayWizard<RenderCubemapWizard>(
			"Render cubemap", "Render!");
	}
}

1.反射

用反射方向在CubeMap上取樣，_ReflectAmount控制反射程度，_ReflectColor反射顔色；

v2f vert (appdata v){
	//計算反射向量
	o.worldReflect = reflect(-o.worldViewDir,o.worldNormal);
	...
}

fixed4 frag (v2f i) : SV_Target{
	//根據反射向量從cubemap紋理上取樣
	fixed3 reflection = texCUBE(_Cubemap,i.worldReflect).rgb * _ReflectColor.rgb;

	//混合反射和漫反射
	return fixed4(ambient + lerp(diffuse,reflection,_ReflectAmount)*atten, 1.0);
}

2.折射

和反射幾乎相同，将反射改成折射，計算公式改成折射計算公式；

v2f vert (appdata v){
	//計算反射向量
	o.worldRefract = refract(-normalize(o.worldViewDir),normalize(o.worldNormal),_RefractRatio);
	...
}

fixed4 frag (v2f i) : SV_Target{
	//根據反射向量從cubemap紋理上取樣
	fixed3 refraction = texCUBE(_Cubemap,i.worldRefract).rgb * _RefractColor.rgb;

	//混合反射和漫反射
	return fixed4(ambient + lerp(diffuse,refraction,_RefractAmount)*atten, 1.0);
}

成像是倒的；透過茶壺可以看到對面；

3.菲尼爾

反射光的強度與視線方向和法線方向的夾角有關，夾角越大反射光越強；最高90度，也就是邊緣光最強；

Schlick菲尼爾公式：Fschlick(v,n) = F0 + (1-F0)(1- dot(v,n)) ^ 5；F0控制菲尼爾強度；

fixed4 frag (v2f i) : SV_Target{
	...
 	//Schlick Fresnel——邊緣光
    fixed3 reflection = texCUBE(_Cubemap,i.worldRefl).rgb;
   	fixed3 fresnel = _FresnelScale + (1 - _FresnelScale) * pow(1 - dot(worldViewDir,worldNormal), 5);
    
    //菲尼爾系數控制反射強度
 	return fixed4(ambient + lerp(diffuse,reflection,saturate(fresnel)) * atten, 1.0); 
}

4.玻璃效果

通過GrabPass{"_RefractionTex"} 抓取目前螢幕内容渲染到_RefractionTex貼圖上

RefractionTex貼圖用來取樣折射紋理；_Distortion參數模拟法線擾動的程度；

GrabPass{"_RefractionTex"}

	...
//GrabPass紋理
sampler2D _RefractionTex;
//紋素大小
float4 _RefractionTex_TexelSize;
    
fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
{
	//法線偏移擾動-模拟折射
	fixed3 bump = UnpackNormal(tex2D(_BumpMap,i.uv.zw));
	float2 offset = bump.xy*_Distortion*_RefractionTex_TexelSize.xy;

	//折射計算-螢幕坐标偏移後透視除法取樣折射紋理
	i.screenPos.xy = offset + i.screenPos.xy;
	fixed3 refractColor = tex2D(_RefractionTex,i.screenPos.xy/i.screenPos.w).rgb;

	//矩陣計算世界法線
 	bump = normalize(half3(dot(i.TtoW0.xyz,bump),dot(i.TtoW1.xyz,bump),dot(i.TtoW2.xyz,bump)));
 
 	//反射計算
 	fixed3 reflectDir = reflect(-worldViewDir,bump);
 	fixed4 texColor = tex2D(_MainTex,i.uv.xy);
 	fixed3 reflectColor = texCUBE(_Cubemap,reflectDir).rgb * texColor.rgb;

 	//混合反射和折射_RefractAmount
 	return fixed4(reflectColor*(1-_RefractAmount)+refractColor*_RefractAmount, 1.0);
}

5.鏡子

tex2Dproj(_ReflectionTex,UNITY_PROJ_COORD(i.refl))；

UNITY_PROJ_COORD：given a 4-component vector, return a texture coordinate suitable for projected texture reads. On most platforms this returns the given value directly.

傳入Vector4，傳回一張用來投影取樣的紋理，大部分平台直接傳回給定值；

鏡子直接傳入螢幕頂點坐标獲得投影紋理，再通過投影取樣獲得顔色，和最終結果混合；

但是上面效果和局限性都比較大，是以找了個大佬寫的鏡子效果；

使用相機和RenderTexture，底層原理差不多，效果要好了很多；

Unity鏡子效果制作教程

Life is too short for so much sorrow.

Unity——ShaderLab實作玻璃和鏡子效果

1.反射

2.折射

3.菲尼爾

4.玻璃效果

5.鏡子