我想试着实现一下下图中纪念碑谷中的全局渐变的效果。关于如何实现这种渐变效果之前和别人讨论过，一开始我认为是通过从下往上打光来实现的，后来同学说是利用了shader和雾。利用后者实现的效果更为缓和，而利用光照可能会造成底部过亮的问题，不好控制。

为什么我管这种效果叫“全局渐变”呢？因为当我移动模型的时候，渐变的范围并不是固定在模型身上的，而是在世界空间的“某个位置”（如下图所示）。实际上，我们可以自行规定这个渐变地平线的位置，只需要在shader里加个控制变量就可以了。

实现

变量

首先，我们需要这么几个变量：

顶部的颜色
底部的颜色
渐变混合的程度
光照的强度
渐变地平线
渐变纹理

Properties
{
    // 光照的强度
    _Contrast("Contrast",Range(0,1))=0.1
    // 渐变纹理
    _RampTex("渐变纹理", 2D) = "white"{}
    // 上下渐变色
    _UpColor("UpColor",Color)=(1,1,1,1)
    _DownColor("DownColor",Color)=(1,1,1,1)
    // 渐变程度
    _WorldYDeno("WorldYDeno",float)=0
    // 渐变中心位置
    _Skyline("地平线", float) = 0
}

顶点着色器

在顶点着色器中我们需要获取几组坐标：

世界空间的顶点坐标
世界空间的顶点法线
裁剪空间的顶点坐标

世界空间的坐标和法线用于光照强度的控制；裁剪空间的坐标用于渐变的渲染

v2f vert(appdata v){
    v2f o;
    // 世界空间坐标
    o.worldPo=mul(UNITY_MATRIX_M,v.vertex);
    // 世界空间法线
    o.worldNormal = normalize(mul((float3x3)UNITY_MATRIX_M, v.normal));
    // 裁剪空间坐标
    o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
    o.uv = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _RampTex);
    return o;
}

片元着色器

在片元着色器中，我们进行三个主要步骤：

计算渐变纹理的映射
光照强度
渐变混合

float4 frag(v2f i) : SV_Target{
    // 渐变纹理
    fixed3 worldN = normalize(i.worldNormal);
    fixed3 worldLightDir = normalize(UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos));
    fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz;
    fixed halfLambert = 0.5 * dot(worldN, worldLightDir) + 0.5;
    fixed3 diffuseColor = tex2D(_RampTex, fixed2(halfLambert, halfLambert)).rgb;
    fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * diffuseColor;
    // 光照强度
    float NdotL = dot(i.worldNormal, _WorldSpaceLightPos0);
    float light = clamp(NdotL * _Contrast + (1 - _Contrast), 0, 1);
    // 渐变混合
    float4 col = fixed4(ambient + diffuse + light * lerp(_DownColor, _UpColor, clamp( (i.worldPos.y - _Skyline) / _WorldYDeno, 0, 1)), 1.0);
    
    return col;
}