独習ShaderGraph その10 ランバード拡散照明モデル

この自己学習期間中にShaderGraphがアップデートしました。（β版だからね…）ですので、Propertyなど一部変更が入っています。
www.tattichan.work

ランバード拡散照明モデル

Shader "Custom/SimpleLambert" {

	SubShader{
		Tags{ "RenderType" = "Opaque" }
		LOD 200

		CGPROGRAM
#pragma surface surf SimpleLambert
#pragma target 3.0


		struct Input {
		float2 uv_MainTex;
	};


	void surf(Input IN, inout SurfaceOutput  o) {
		o.Albedo = fixed4(1,1,1,1);
	}

	half4 LightingSimpleLambert(SurfaceOutput s, half3 lightDir, half atten)
	{
		//光の向きとオブジェクトの法線方向で内積をとる
		//1(平行)なほど明るくなる
		//0(垂直)以下は影になる部分
		half NdotL = max(0, dot(s.Normal, lightDir));
		half4 c;
		//そのままだと影部分が描画されないため、環境光で下駄をはかせてやる
		c.rgb = s.Albedo * _LightColor0.rgb * NdotL + fixed4(0.2f, 0.2f, 0.2f, 1);
		c.a = s.Alpha;
		return c;
	}
	ENDCG
	}
		FallBack "Diffuse"
}

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ランバード拡散照明のノード

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ShaderForgeのようなLightDirectionをもたないため、自分で光の向きを計算してやる必要があります。
Transform.Rotationが(0,0,0)のとき、ライトの向きはz方向が前になります。つまり単位ベクトルは(0,0,1)ですね。このベクトルに対して、Transform.Rotationの値を考慮してベクトルを回転させてやります。

回転行列 - Wikipedia

LightDirectionには(50,-30,0)とDirectionlLightの標準の向きを入れてあります。このままでは使えないので、DegreesToRadiansで、角度からラジアンに変換してやります。

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Splitで各要素を取り出し、sin、cosを求めてやります。カラー用で使うノードだとは思うのですが他にやりようもなさそうなので…
ここで先ほどのベクトルの回転の話が登場します。左手系ではz-x-yの順で回転させてやります。
(0,0,1)をx軸周りにα、y軸周りにβ、z軸周りにγで回すと、(cosα sinβ、-sinα、cosα cosβ)になるかと思います。
参考 WebGL2入門 3D知識編

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ライトの向きベクトルについてですが、どうやら-transform.fowardの向きらしく、最後に-1を全体にかけて反転処理をしています。

あとはいつも通り内積をもとめ、Maximumノードで範囲を限定してやります。
次にオブジェクトの色を反映しましょう。白色にライトのカラー(255,244,214)を混ぜ合わせ、さっき求めた影の当たり方を掛け合わせます。
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最後にFixedValue(0.2,0.2,0.2,1)を足し合わせ、Albedoに適応したら完成です。