unity 全局法线

### 实现全局法线效果

在 Unity 中实现全局法线效果通常涉及通过着色器处理物体表面的光照表现，使得所有对象共享同一套法线逻辑。这不仅影响单个模型的表现，还可能扩展至场景内的多个对象。

#### 使用自定义Shader实现全局法线

为了创建一个适用于整个项目的全局法线解决方案，可以编写一个通用的 Shader 来处理不同材质上的法线映射。该 Shader 需要能够接收来自外部的数据输入，并将其应用于每一个渲染的对象上[^1]。

// C#脚本用于设置全局属性
using UnityEngine;

public class GlobalNormalController : MonoBehaviour {
    public Vector3 globalScale = new Vector3(1, 1, 1);

    void Start() {
        Shader.SetGlobalVector("_GlobalScale", globalScale);
    }
}

// HLSL代码片段展示如何读取并应用全局变量
sampler2D _MainTex;
float4 _MainTex_ST; //纹理缩放和平移参数
half3 _GlobalScale;

struct appdata_t {
    float4 vertex : POSITION;
    float3 normal : NORMAL;
};

v2f vert(appdata_t v) {
    v2f o;
    
    // 应用全局缩放到法线上
    o.normalDir = normalize(mul(float4(v.normal * _GlobalScale, 0), unity_WorldToObject).xyz); 

    return o;
}

fixed4 frag(v2f i) : SV_Target{
    fixed4 col = tex2D(_MainTex, TRANSFORM_TEX(i.uv, _MainTex));
    half nl = max(0, dot(normalize(i.lightDir), normalize(i.normalDir)));
    col.rgb *= nl;
    return col;
}

上述代码展示了如何利用 `Shader.SetGlobalVector` 函数将全局比例因子传递给所有的着色器实例，从而允许它们根据这个公共的比例调整自身的法线方向[^3]。

#### 法线变换的重要性

当涉及到非均匀缩放的情况时，直接使用模型到世界的变换矩阵可能会导致错误的结果。这是因为标准变换不会考虑到法线的方向特性；因此，在这种情况下应该采用特定的方法来正确地更新法线数据[^4]。

对于大多数现代版本的 Unity（特别是从5.x开始），引擎内部已经优化了这一过程，即默认情况下会在CPU端预先转换网格以适应任何类型的缩放操作，而不需要显式修改顶点着色器中的代码。