unityshader中求法线矩阵的逆矩阵

在Unity Shader中，求取法线矩阵的逆矩阵通常是为了进行光照计算，尤其是在使用了表面着色器（Surface Shader）时。法线矩阵是由模型变换矩阵的上3x3部分构成的，用于保持法线向量在空间变换后的方向正确。如果模型变换包含了非均匀缩放，则直接使用模型矩阵的逆转置作为法线矩阵会导致光照计算错误。

法线矩阵（Normal Matrix）是模型变换矩阵中用于变换法线的矩阵，通常是模型矩阵的逆转置（Inverse Transpose）。在Shader中，可以通过内置函数`UNITY_MATRIX_IT_MV`来直接获取模型视图空间下的法线矩阵，或者使用`UNITY_MATRIX_I_MV`获取模型视图空间下的逆转置矩阵，再进行逆矩阵计算。

Unity Shader语言中并没有直接的函数可以获取法线矩阵的逆矩阵，但是可以使用`transpose`函数来得到逆转置矩阵，然后使用`inverse`函数来得到逆矩阵。不过，这通常不必要，因为大多数情况下我们只需要逆转置矩阵来正确变换法线向量。如果确实需要法线矩阵的逆矩阵（而非逆转置矩阵），则需要首先使用`transpose`函数得到逆转置矩阵，然后使用`inverse`函数来计算最终的逆矩阵。

以下是一个简单的例子，展示如何在Unity Shader中获取并使用法线矩阵（逆转置）来变换法线向量：

Shader "Custom/NormalMatrixExample"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
    }
    SubShader
    {
        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            #include "UnityCG.cginc"

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float3 normal : NORMAL;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 vertex : SV_POSITION;
                float3 normal : TEXCOORD1;
            };

            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;

            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.normal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                // 使用法线矩阵（逆转置）变换法线向量
                float3 normal = mul((float3x3)UNITY_MATRIX_IT_MV, i.normal);
                // 进行光照计算...
                return fixed4(normal, 1.0);
            }
            ENDCG
        }
    }
    FallBack "Diffuse"
}

请注意，上面的代码仅用于演示如何获取和使用法线矩阵，并未包含完整的光照模型计算。