实践篇：简单纹理采样

前言：本篇博客只是一个简单的实现普通纹理和光照纹理采样功能的例子，主要是当做笔记使用。

核心要点：
1.我们可以对1~4维纹理对象进行采样。其中采样采样接口分别为tex1D，tex2D，tex3D，texCUBE。采样对象类型分别为：sampler，sampler2D，sampler3D，samplerCUBE。采样坐标分别是x，xy，xyz，xyzw。其中光照纹理采样的最终颜色还要使用DecodeLightmap函数来对tex系列函数获取的颜色进行处理后获取。

2.采样坐标是不是有效主要看纹理的展开模式的。如果展开模式为Repeat的话，纹理就会在上下左右所有方向平铺，这样采样坐标是一定存在且有效的。如果展开模式为Clamp的话，采样坐标范围就是纹理大小区间，当采样坐标超过纹理大小区间时，采样坐标就是无效的。如图所示：
实践篇：简单纹理采样
3.采样坐标对应位置的像素是根据纹理过滤模式来获取的。当过滤模式为Point的话，就会获取一个就近的整数像素值。当过滤模式为Bilinear的话，就会获取周围像素按照权重累加的像素值。如图所示：

4.采样坐标等于纹理原始采样坐标乘以平铺缩放系数再加上偏移系数。如果采样坐标可以对应到纹理上时，就会得到一个有效的像素，否则就会得到一个无效未知的像素。

5.光照纹理采样对象（unity_Lightmap）和采样系数（unity_LightmapST）都是unity自动传入的。普通纹理的采样系数（纹理对象变量名_ST）也是是unity自动传入的。采样系数变量中的xy代表平铺缩放系数，zw代表平移系数。

光照贴图制作流程：
1.构建光照贴图场景：
1>.新建一个cube作为平面，参数设置如图所示：
实践篇：简单纹理采样
2>.新建一个cube和一个sphere，用来接收光照，参数设置如图所示：

3>.新建一个点光源来照射物体，并将颜色设置为亮色，启动烘焙。参数设置如图所示：

4>.将原先方向光设置成暖色，启动烘焙。参数设置如图所示：
实践篇：简单纹理采样
5>.跳转摄像机位置，让摄像机看的平面向上一些。参数设置如图所示：

2.打开光照贴图制作工具（window->lighting）,在Scene页签中将环境光也设置成烘焙模式。如图所示：

然后在Lightmaps页签中选择build来构建光照贴图。参数设置如图所示：
实践篇：简单纹理采样
生成的光照纹理如图所示：

核心代码：如下所示：

// Upgrade NOTE: replaced tex2D unity_Lightmap with UNITY_SAMPLE_TEX2D

// Upgrade NOTE: commented out 'float4 unity_LightmapST', a built-in variable
// Upgrade NOTE: commented out 'sampler2D unity_Lightmap', a built-in variable

Shader "Custom/sample" {
	Properties {
		// 2d纹理，内部包含纹理贴图以及采样平铺和偏移系数 
		_MainTex ("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {}
	}

	SubShader {
		pass {
			CGPROGRAM
			#pragma vertex vert
			#pragma fragment frag
			#include "unitycg.cginc"

			struct v2f {
				// 模型世界空间坐标
				float4 pos:POSITION0;
				// 2d纹理采样坐标
				float2 uv_2d:TEXCOORD0;
				// 光照纹理采样坐标
				float2 uv_lm:TEXCOORD1;
			};

			// 2d纹理对象
			sampler2D _MainTex;
			// 2d纹理对象的采样系数,unity自动传入，其中xy分量代表平铺系数，zw、分量代表偏移系数
			float4 _MainTex_ST;
			// 2d光照纹理对象
			sampler2D unity_Lightmap;
			// 2d光照纹理对象采样系数，unity自动传入，其中xy分量代表平铺系数，zw、分量代表偏移系数
			float4 unity_LightmapST;

			v2f vert(appdata_full v)
			{
				v2f o;
				// 将模型空间顶点坐标转换到世界空间中
				o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
				// 获取2d纹理对象采样坐标：模型采样坐标乘以平铺系数再加上偏移系数
				o.uv_2d = v.texcoord.xy * _MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw;
				// 获取2d光照纹理对象采样坐标：模型采样坐标乘以平铺系数再加上偏移系数
				o.uv_lm = v.texcoord1.xy * unity_LightmapST.xy + unity_LightmapST.zw;

				return o;
			}

			fixed4 frag(v2f v):COLOR0
			{
				// 对2d纹理对象进行采样：采样坐标对应像素不存在就获取未知像素，否则如果纹理采用Point模式就会取采样坐标
				// 位置对应的整数像素，如果纹理采用Bilinear模式就会取采样坐标附近像素按照权重累加的像素值
				fixed4 col_2d = tex2D(_MainTex, v.uv_2d);
				// 对2d光照纹理进行采样
				fixed3 col_lm = DecodeLightmap(UNITY_SAMPLE_TEX2D(unity_Lightmap, v.uv_lm));
				// 返回采样混合色
				return fixed4(col_2d.rgb * col_lm, col_2d.a);
			}
		
			ENDCG
		}
	}
}

运行效果：将上面的shader代码对应材质拖到场景上具有光照纹理的对象上。效果如下图所示：
实践篇：简单纹理采样