MME 编写入门（五）简单光照模型补充说明

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作者：小林呓

在第四篇的简单光照模型中，做了一个简单的卡通着色器。

在第四篇的简单光照模型中，做了一个简单的卡通着色器。对的，讲的思路是冯氏着色的方法，但是最后做出来的实际上是卡通着色。

原因很简单，是因为像素着色器里这一行的效果。

Color.rgb *= lerp(MaterialToon, float3(1,1,1), saturate(LightNormal * 16 + 0.5)

什么是 lerp？什么是 saturate？为什么要 LightNormal*16+0.5？

为了方便观察，在这里放置一个球。球可以在 PE 里快速建出，记得随便贴上个纯色的贴图，还有 toon。放上简单光照的 fx 效果，如图。光照部分和阴影部分有较为明显的二分。所以是非真实感渲染 (Non-Photorealistic Rendering) ，NPR。

实际上把后面的 * 16+0.5 删掉就可以得到真实感渲染 (Photorealistic rendering)。

Color.rgb *= lerp(MaterialToon,float3(1,1,1),saturate(LightNormal))

为了看得更明显，所以这里调整了一下强度和颜色。可以看到这种层层的渐变效果。真实渲染旨在渲染真实感的画面，而 NPR 则追求更加有艺术感的画面效果。

回到最开始的问题，什么是 lerp？

lerp 函数，是经常用的插值函数。其意义是 lerp（a，b，w），计算 a + w*(b-a)，在 a 和 b 之间插值，w 表示权值，范围 0~1。

为了看得更明显，我们可以把前边的 MaterialToon 改成 float3(0,0,0)，这样就是黑色，与白色，进行插值。

Color.rgb *= lerp(float3(0,0,0),float3(1,1,1),saturate(LightNormal*16+0.5)

saturate 函数，很好理解，saturate（x）将 x 的数值，截取在 0-1 之间。

接下来我们更改一下 LightNormal*16，从左到右依次是 * 32,*64。可以看到，边缘的强烈分割。

还有一个插值函数，smoothstep，作用和用法跟 lerp 一致，但两者之间有一定的区别，这里不多赘述，因为用不到。可以借鉴学习 https://blog.csdn.net/qq_41835314/article/details/128618789

最后一个问题，为什么要 LightNormal*16+0.5？

通过修改数值能够有所体会，若想究其原理，需要拿出纸笔，动手算算或者思考一下。

分别算出 LightNormal 的正负，大小的排序。

3.saturate(LightNormal*16+0.5)，取得三者权重，然后分别插值。

关于 HLSL 中的函数，这里就不搬运了，参考微软官方文档，或者参考 https://blog.csdn.net/eloudy/article/details/71258367

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