【Unity Shader入门精要学习】Unity中的基础光照（

我们是如何看见这个世界的

图形学第一定律：如果它看起来是对，那么它就是对的

1、光源（light source）

首先光线从光源中被发射出，然后光线和场景中的物体相交，一些光线被物体吸收，一些光线被散射到其他方向，最后被摄像机吸收了一些光，产生了图形。
通常会把光源当成没有体积的点，用辐照度（irradiance）来量化光。对于平行光来说，它的辐照度就是单位面积上单位时间内穿过的能量。在计算光照模型时，我们使用光源方向l和表面法线n之间的夹角的余弦值来得到。默认的矢量都是模为1。

点积计算辐照度的由来
由上图可以看出辐照度和d/cosθ成反比，所以就和cosθ成正比，cosθ越大辐照度越大。cosθ就是法线和光线入射方向的点积。

2、吸收和散射

光线和物体相交之后，一般有两种结果：散射（scattering）和吸收（absorption）。
散射只改变光线的方向，不改变光线的密度和颜色
吸收只改变光线的密度和颜色，不改变光线的方向
光线在物体表面经过散射之后会产生两种情况：反射（reflection），折射（refraction）。
折射：光线会散射到物体内部，对于不透明物体，折射进入物体内部的光线会继续与内部的颗粒进行交互，其中有些光线最后会重新发射出物体表面，而另一些光线则会被吸收。
反射：则是光线被直接散射到物体的外面。

反射与折射
而在光照模型中，为了区分折射和反射我们使用高光反射（specular）替代反射表示光线如何在物体表面反射的，使用漫反射（diffuse）替代折射，表示会有多少光线会被折射，吸收和散射出表面。
根据入射光线的数量和方向，我们可以计算得到出射光线的数量和方向，通常使用出射度（exitance）来描述它。
辐照度和出射度之间满足线性关系，它们之间的比值就是材质的漫反射和高光反射的属性。

3、着色（shading）

着色指的是，根据材质属性（如漫反射属性等），光源信息（方向，辐照度等），使用一个等式去计算沿某个观察方向的出射度的过程。我们也把这个等式称为光照模型（Lighting Model），不同的光照模型有不同的目的

4、BRDF

BRDF（Bidirectional Reflectance Distribution Function）双向反射分布函数，用来描述当光线从某个方向照射到一个表面时，有多少光线被反射，反射的方向有哪些。当给定模型表面上的一个点时，BRDF包含了对这个点外观的所有描述信息。在图形学中，BRDF大多使用一个数学公式来表达，并且提供一些参数来调整材质属性。通俗的讲就是给定入射光方向和辐照度，根据BRDF可以算出在某个出射方向上的光照能量分布。