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本文转自Unity官方平台公众号，详情请阅读原文链接：
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在Unity 5着色器系统代码介绍（上）一文中，对着色器系统的工作原理做了介绍，今天这篇文章继续深入介绍，将目光聚焦在标准着色器的光照函数。
重新回到Standard.shader，这次在UnityStandardCoreForward.shader中，我们将选择另一个“不简单”的那个分支。它将我们引向UnityStandardCore.shader，而我们感兴趣的是fragForwardBaseInternal函数。
简化版本用作参考：
与上一节中的版本不同，最终的颜色由对UNITY_BRDF_PBS、UNITY_BRDF_GI和Emission的调用结果相加得出。
Emission与简单版本中的相同。UNITY_BRDF_PBS和UNITY_BRDF_GI是包含文件中定义的函数别名。在下面这些包含文件中进行查找：
UnityStandardBRDF和UnityPBSLighting看起来最像，所以先查看它们。它们就在UnityPBSLighting.cginc中，不同的着色器目标会选择不同的函数。
选择BRDF1_Unity_PBS，它就在UnityStandardBRDF.cginc中，它看起来是最逼真的可用BRDF，而BRDF3_Unity_PBS则是消耗最低的版本。
如你所见，这是个大函数，因此跳过一些与优化相关的细节，依次逐块的进行讲解，首先从这个非常有用的注释开始：
注释给出了使用的公式，以及引用与作用。NDF（法线分布函数）有多个选择，但这里仅介绍GGX，因为我觉得它更好。
下面对注释中的公式进行简单的介绍：
- kD: 漫反射率
- pi: π常量
- kS: 镜面反射率
- D: 法线分布
- V: 几何可见度系数
- F: 菲涅尔反射率
以上就是光照函数的全部。下面来深入介绍全局光照对最终结果的贡献。
本节我们将介绍全局光照贡献的计算方式。过程有些麻烦，因为进行关键计算的代码隐匿在质量选择层的层层定义之后。
所以让我们查看下所有与全局光照有关的函数和结构体，它们就位于我们前面三节提及的代码中。
在UnityStandardCore.cginc中，fragForwardBaseInternal如下:
在片段前向基本函数中，FragmentGI被用于计算全局光照数据：“gi”，它被传递给UNITY_BRDF_PBS 和UNITY_BRDF_GI（它们的定义分别对应着不同的质量级别）。
在UnityStandardBRDF.cginc中， BRDF1_Unity_PBS如下:
这是UNITY_BRDF_PBS部分，它接受gi，用它来计算着色像素的颜色。
以下两个定义至少需要定义一个：
- LIGHTMAP_ON
- DYNAMICLIGHTMAP_ON
还有一堆额外的定义，用来控制代码的跳转，或决定函数的选择：
- DIRLIGHTMAP_SEPARATE
- DIRLIGHTMAP_COMBINED
- UNITY_BRDF_PBS_LIGHTMAP_INDIRECT
- UNITY_BRDF_GI
- UNITY_SHOULD_SAMPLE_SH
- UNITY_SPECCUBE_BLENDING
- UNITY_SPECCUBE_BOX_PROJECTION
- _GLOSSYREFLECTIONS_OFF
- UNITY_SPECCUBE_BOX_PROJECTION
全局光照数据的流转基本是这样的，从基本结构体流向与定义相关的函数：
- 结构体UnityGI（在UnityLightingCommon.cginc中）， 保存着多个UnityLight，取决于光照贴图的类型
- 结构体UnityGIInput（在UnityLightingCommon.cginc中）保存着计算GI所需的其他不同信息，被用于许多函数中
- 函数UNITY_BRDF_GI（在UnityPBSLighting.cginc中），在fragForwardBaseInternal中用于计算对BRDF的间接贡献（通过调用BRDF_Unity_Indirect）
- 函数BRDF_Unity_Indirect（在UnityPBSLighting.cginc中），将UNITY_BRDF_PBS_LIGHTMAP_INDIRECT 的结果与传入的colour相加
- 函数UNITY_BRDF_PBS_LIGHTMAP_INDIRECT（在UnityPBSLighting.cginc中），被定义为BRDF2_Unity_PBS（但一条注释说也可以使用BRDF1_Unity_PBS ，以获得更佳质量）
- 函数BRDF2_Unity_PBS 或BRDF1_Unity_PBS，我们在前面一节中见过。这里用于计算间接贡献
- 函数FragmentGI（在UnityStandardCore.cginc中）填充必要的数据，包括来自反射探针的数据，然后传递给UnityGlobalIllumination
- 函数UnityGlobalIllumination：（4个版本，不同的签名）传递数据给UnityGI_Base 和UnityGI_IndirectSpecular
- 函数UnityGI_Base（在UnityGlobalIllumination.cginc中）对光照贴图进行采样和解码，混合实时衰减和应用遮蔽
- 函数UnityGI_IndirectSpecular（在UnityGlobalIllumination.cginc中），计算反射，对盒型投影进行矫正（如果已激活），应用遮蔽
对于了解全貌同样有用的东西：
- 结构体UnityIndirect（在UnityLightingCommon.cginc中）仅包含一个漫反射和一个镜面反射颜色
- 结构体UnityLight(在UnityLightingCommon.cginc中)保存光源的颜色、方向和NdotL
- 纹理立方体unity_SpecCube0 和unity_SpecCube1: 反射探针
- 结构体Unity_GlossyEnvironmentData: 保存粗糙度和反射UV
- 函数ResetUnityGI: 清空一个UnityGI结构体
- 函数ResetUnityLight: 清空一个UnityLight 结构体
- 函数ShadeSHPerPixel: 对每个像素进行Spherical Harmonics采样
了解以上内容后，在修改标准着色器时，不会意外的将全局光照。
本文来源于：shadercat.com
原作者：Claudia Doppioslash
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