Unity中URP下计算额外灯的方向

前言

在上一篇文章中，我们获取了URP下额外灯的数据。

• Unity中URP下获取每一个额外灯数据

在这篇文章中，我们用获取到的数据来计算额外灯的方向。

一、为什么额外灯的方向，不像主平行灯一样直接获取？

1、主平行灯

• 对于模型的每一个顶点来说，无论顶点位置在哪？我们主平行灯的方向都是不会改变的
  
• 我们使用的是，模型顶点指向主平行灯，他们的方向也是一致的
  

2、额外灯中，包含 点光源、聚光灯 和 平行灯

• 点光源 和 聚光灯

对于这两种额外灯类型来说:
照射到模型每一个顶点上，额外灯的方向是不一致的，都需要单独计算

我们使用的是模型顶点指向 额外灯

• 平行灯
  和主平行光实例图一样

二、获得模型顶点指向额外灯的单位向量

• 在这里Unity没有使用normalise函数归一化，而是使用了原始的方法
  
• 模型顶点指向额外光：
• $lightVector=lightPositionWS-positionWS$
• 向量归一化：
• $lightDirection=\frac{lightVector}{|lightVector|}=lightVector\frac{1}{\sqrt{lightVector\cdot lightVector}}$

三、Unity中的实现

• 计算得到顶点指向额外灯的方向
• lightPositionWS.w：代表额外灯类型（平行光=0，点灯=1）

float3 lightVector = lightPositionWS.xyz - positionWS * lightPositionWS.w;

• 防止 点积 出现零在分母的情况，对其取了一个最大值

float distanceSqr = max(dot(lightVector, lightVector), HALF_MIN);

• 最后，带入公式：$lightDirection=\frac{lightVector}{|lightVector|}$，得到额外灯方向单位向量

half3 lightDirection = half3(lightVector * rsqrt(distanceSqr));