在这一篇中会实现会介绍折射和反射，以及菲尼尔反射；并且实现镜子和玻璃效果；

这里和之前不同的地方在于取样的是一张CubeMap；

demo里的cubemap使用的一样，相机所在位置拍出来的周围环境图；

生成CubeMap的工具脚本：

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上取样，_ReflectAmount控制反射程度，_ReflectColor反射颜色；

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

fixed4 frag (v2f i) : SV_Target{
	//根据反射向量从cubemap纹理上取样
	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

和反射几乎相同，将反射改成折射，计算公式改成折射计算公式；

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

fixed4 frag (v2f i) : SV_Target{
	//根据反射向量从cubemap纹理上取样
	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；透过茶壶可以看到对面；

3.菲尼尔

反射光的强度与视线方向和法线方向的夹角有关，夹角越大反射光越强；最高90度，也就是边缘光最强；

Schlick菲尼尔公式：Fschlick(v,n) = F0 + (1-F0)(1- dot(v,n)) ^ 5；F0控制菲尼尔强度；

fixed4 frag (v2f i) : SV_Target{
	...
 	//Schlick Fresnel——边缘光
    fixed3 reflection = texCUBE(_Cubemap,i.worldRefl).rgb;
   	fixed3 fresnel = _FresnelScale + (1 - _FresnelScale) * pow(1 - dot(worldViewDir,worldNormal), 5);
    
    //菲尼尔系数控制反射强度
 	return fixed4(ambient + lerp(diffuse,reflection,saturate(fresnel)) * atten, 1.0); 
}

4.玻璃效果

通过GrabPass{"_RefractionTex"} 抓取当前屏幕内容渲染到_RefractionTex贴图上

RefractionTex贴图用来取样折射纹理；_Distortion参数模拟法线扰动的程度；

GrabPass{"_RefractionTex"}

	...
//GrabPass纹理
sampler2D _RefractionTex;
//纹素大小
float4 _RefractionTex_TexelSize;
    
fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
{
	//法线偏移扰动-模拟折射
	fixed3 bump = UnpackNormal(tex2D(_BumpMap,i.uv.zw));
	float2 offset = bump.xy*_Distortion*_RefractionTex_TexelSize.xy;

	//折射计算-屏幕坐标偏移后透视除法取样折射纹理
	i.screenPos.xy = offset + i.screenPos.xy;
	fixed3 refractColor = tex2D(_RefractionTex,i.screenPos.xy/i.screenPos.w).rgb;

	//矩阵计算世界法线
 	bump = normalize(half3(dot(i.TtoW0.xyz,bump),dot(i.TtoW1.xyz,bump),dot(i.TtoW2.xyz,bump)));
 
 	//反射计算
 	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.镜子

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.

传入Vector4，返回一张用来投影取样的纹理，大部分平台直接返回给定值；

镜子直接传入屏幕顶点坐标获得投影纹理，再通过投影取样获得颜色，和最终结果混合；

但是上面效果和局限性都比较大，所以找了个大佬写的镜子效果；

使用相机和RenderTexture，底层原理差不多，效果要好了很多；

Unity镜子效果制作教程

Life is too short for so much sorrow.

Unity——ShaderLab实现玻璃和镜子效果

1.反射

2.折射

3.菲尼尔

4.玻璃效果

5.镜子