Shader "Glass Refraction" {
    Properties {
        _MainTex ("Main Tex", 2D) = "white" {}
        _BumpMap ("Normal Map", 2D) = "bump" {}
        _Cubemap ("Environment Cubemap", Cube) = "_Skybox" {}
        _Distortion ("Distortion", Range(0, 100)) = 10
        _RefractAmount ("Refract Amount", Range(0.0
 
, 1.0)) = 1.0
    }
    SubShader {
        // 1.佇列設定成透明的可以保證渲染該物體的時候，其他所有不透明的物體都已經被渲染到螢幕上了
        //   這樣GrabPass儲存螢幕影象的時候才能完整
        // 2.渲染型別設定為不透明是為了使用著色器替換的時候，物體可以在被需要時正確的渲染
        Tags { "Queue"="Transparent" "RenderType"="Opaque" }

        // 抓取螢幕影象並儲存到紋理 _RefractionTex 中
        GrabPass { "_RefractionTex"
 
 }

        Pass {      
            CGPROGRAM

            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            #include "UnityCG.cginc"

            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;
            sampler2D _BumpMap;
            float4 _BumpMap_ST;
            samplerCUBE _Cubemap;
 

            float _Distortion;
            fixed _RefractAmount;
            sampler2D _RefractionTex;
            // 可以得到系統儲存的紋素的尺寸大小 1/256,1/512
            // 對螢幕影象座標取樣進行偏移的時候需要使用該變數
            float4 _RefractionTex_TexelSize;

            struct a2v {
                float4 vertex : POSITION;
                float3 normal : NORMAL;
                float4 tangent : TANGENT; 
                float2 texcoord: TEXCOORD0;
            };

            struct v2f {
                float4 pos : SV_POSITION;
                float4 scrPos : TEXCOORD0;
                float4 uv : TEXCOORD1;
                float4 TtoW0 : TEXCOORD2;  
                float4 TtoW1 : TEXCOORD3;  
                float4 TtoW2 : TEXCOORD4; 
            };

            v2f vert (a2v v) {
                v2f o;
                o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);

                // 得到對應被抓取的螢幕影象的取樣座標
                o.scrPos = ComputeGrabScreenPos(o.pos);

                // 原圖和法線貼圖公用同一套UV座標，進行紋理偏移縮放設定
                o.uv.xy = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex);
                o.uv.zw = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _BumpMap);

                // 世界方向
                float3 worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;  

                // 法線世界方向
                fixed3 worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);  

                // 切線世界方向
                fixed3 worldTangent = UnityObjectToWorldDir(v.tangent.xyz);  

                // 世界副切線方向
                fixed3 worldBinormal = cross(worldNormal, worldTangent) * v.tangent.w; 

                // 定義：切線空間到世界空間的變換矩陣
                // 所有的TBN都從切線空間轉換到了世界空間
                o.TtoW0 = float4(worldTangent.x, worldBinormal.x, worldNormal.x, worldPos.x);  
                o.TtoW1 = float4(worldTangent.y, worldBinormal.y, worldNormal.y, worldPos.y);  
                o.TtoW2 = float4(worldTangent.z, worldBinormal.z, worldNormal.z, worldPos.z);  

                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target {       
                // 世界空間
                float3 worldPos = float3(i.TtoW0.w, i.TtoW1.w, i.TtoW2.w);

                // 世界空間下的觀察方向
                fixed3 worldViewDir = normalize(UnityWorldSpaceViewDir(worldPos));

                // 對法線貼圖進行取樣，並使用UnpackNormal解壓*2-1，但實際上法線貼圖在切線空間下
                // 所以需要將bump從切線空間轉換到世界空間
                fixed3 bump = UnpackNormal(tex2D(_BumpMap, i.uv.zw));   

                // 對取樣座標進行偏移
                float2 offset = bump.xy * _Distortion * _RefractionTex_TexelSize.xy;
                i.scrPos.xy = offset * i.scrPos.z + i.scrPos.xy;

                // 對螢幕紋理進行取樣
                fixed3 refrCol = tex2D(_RefractionTex, i.scrPos.xy/i.scrPos.w).rgb;

                // 將bump從切線空間轉換到世界空間
                // TtoW0的xyz：T的X，B的X，N的X
                // 用點積得到一個常量
                bump = normalize(half3(dot(i.TtoW0.xyz, bump), dot(i.TtoW1.xyz, bump), dot(i.TtoW2.xyz, bump)));

                // 用法線貼圖求反射方向
                fixed3 reflDir = reflect(-worldViewDir, bump);

                // 主紋理取樣
                fixed4 texColor = tex2D(_MainTex, i.uv.xy);

                // 對_Cubemap進行紋理取樣，使用反射方向
                fixed3 reflCol = texCUBE(_Cubemap, reflDir).rgb * texColor.rgb;

                // 反射顏色+折射顏色
                fixed3 finalColor = reflCol * (1 - _RefractAmount) + refrCol * _RefractAmount;

                return fixed4(finalColor, 1);
            }

            ENDCG
        }
    }

    FallBack "Diffuse"
}