灯光阴影

渲染路径

（这部分仅做简单介绍，详细可参考）

延迟着色渲染路径

先裁切再计算光照，因此光照在屏幕空间计算，所有灯光都是逐像素计算，计算量与场景复杂度无关，避免计算深度测试未通过的遮挡部分，提升性能，但不支持抗锯齿，半透明，正交相机且对硬件有要求。

前向渲染路径

先计算光照再裁切，支持所有Unity图形功能，一部分最亮的灯光（离物体近）用逐像素光照渲染，然后最多4个灯光用逐顶点光照渲染，剩余用SH光照渲染，不同灯光组之间会重叠熏染，基础Pass包括一个逐像素平行光和所有逐顶点/SH的灯光，每多一个逐像素灯光会额外产生一个Pass，可以设置每个灯光的渲染模式Important来决定用顶点/像素光照渲染。

Pass标签

在pass中，通过设置LightMode标签来指定使用的渲染路径。

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PassFlags标签

用于更改渲染流水线传递数据给Pass的方式，目前仅可使用的值为OnlyDirectional，使得前向渲染时，SH和逐顶点灯光不能传数据。

内置的multi_compile

默认情况前向渲染只支持一个投射阴影的平行光，可以通过multi_compile_fwdbase/fwdadd/fwaddshadows添加多重编译指令编译出不同的Shader变体来处理不同类型的灯光、阴影和灯光贴图。

实现阴影效果

（使用Lambert光照模型） 第一个Pass用于渲染平行光、逐顶点、SH的灯光，为平行光产生阴影投射。第二个Pass用于渲染其他逐像素的灯光并为其产生阴影投射。

Shader "Custom/Shadow"
{
    Properties
    {
        _MainColor ("Main Color", Color) = (1, 1, 1, 1)
    }
    SubShader
    {
        //平行光投影（还包括逐顶点或SH的灯光渲染）
        Pass
        {   
            Tags{"LightMode" = "ForwardBase"}
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #pragma multi_compile_fwdbase
            #include "UnityCG.cginc"
            #include "Lighting.cginc"
            #include "AutoLight.cginc"

            struct v2f
            {   
                float4 pos : SV_POSITION;
                float3 normal : TEXCOORD0;
                float4 vertex : TEXCOORD1;
                SHADOW_COORDS(2) //使用预定义宏保存阴影坐标
            };

            fixed4 _MainColor;
            v2f vert (appdata_base v)
            {
                v2f o;
                o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.normal = v.normal;
                o.vertex = v.vertex;
                TRANSFER_SHADOW(o) //将阴影纹理坐标装入结构体
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {   
                //世界空间法向量、光照方向、顶点坐标
                float3 n = UnityObjectToWorldNormal(i.normal);
                n = normalize(n);
                float3 l = WorldSpaceLightDir(i.vertex); //使用WorldSpaceLightDir计算光照方向而不用WorldSpaceLightPos（只计算平行光）
                l = normalize(l);
                float4 worldPos = mul(unity_ObjectToWorld,i.vertex);

                //Lambert光照
                fixed ndotl = saturate(dot(n, l));
                fixed4 color = _LightColor0 * _MainColor * ndotl;

                //点光源的光照
                color.rgb += Shade4PointLights(
                unity_4LightPosX0,unity_4LightPosY0,unity_4LightPosZ0,
                unity_LightColor[0].rgb, unity_LightColor[1].rgb,
                unity_LightColor[2].rgb, unity_LightColor[3].rgb,
                unity_4LightAtten0, worldPos.rgb, n) * _MainColor;
                
                //环境光照
                color += unity_AmbientSky;

                //计算阴影系数
                UNITY_LIGHT_ATTENUATION(shadowmask,i,worldPos.rgb);

                //阴影合成
                color.rgb *= shadowmask;
                return color;
            }
            ENDCG
        }
        // 其他逐像素灯光投影
        Pass
        {
            Tags{"LightMode" = "ForwardAdd"}
            //使用相加混合，与上个Pass融合
            Blend One One 
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #pragma multi_compile_fwdadd_fullshadows
            #include "UnityCG.cginc"
            #include "Lighting.cginc"
            #include "AutoLight.cginc"

            struct v2f
            {   
                
                float4 pos : SV_POSITION;
                float3 normal : TEXCOORD0;
                float4 vertex : TEXCOORD1;
                SHADOW_COORDS(2) //使用预定义宏保存阴影坐标
            };

            fixed4 _MainColor;
            v2f vert (appdata_base v)
            {
                v2f o;
                o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.normal = v.normal;
                o.vertex = v.vertex;
                TRANSFER_SHADOW(o) //将阴影纹理坐标装入结构体
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {   
                //世界空间法向量、光照方向、顶点坐标
                float3 n = UnityObjectToWorldNormal(i.normal);
                n = normalize(n);
                float3 l = WorldSpaceLightDir(i.vertex); //使用WorldSpaceLightDir计算光照方向而不用WorldSpaceLightPos（只计算平行光）
                l = normalize(l);
                float4 worldPos = mul(unity_ObjectToWorld,i.vertex);

                //Lambert光照
                fixed ndotl = saturate(dot(n, l));
                fixed4 color = _LightColor0 * _MainColor * ndotl;

                //点光源的光照
                color.rgb += Shade4PointLights(
                    unity_4LightPosX0,unity_4LightPosY0,unity_4LightPosZ0,
                    unity_LightColor[0].rgb, unity_LightColor[1].rgb,
                    unity_LightColor[2].rgb, unity_LightColor[3].rgb,
                    unity_4LightAtten0, worldPos.rgb,n) * _MainColor;
                
                //环境光照不再计算 上个Pass已做
                //color += unity_AmbientSky;

                //计算阴影系数
                UNITY_LIGHT_ATTENUATION(shadowmask,i,worldPos.rgb);

                //阴影合成
                color.rgb *= shadowmask;
                return color;
            }

            ENDCG
        }
    }
    FallBack "Diffuse" //使用Difuuse中的阴影投射Pass
}

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