Unity3D如何實(shí)現(xiàn)光照貼圖技術(shù)

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概念

Lightmapping光照貼圖技術(shù)是一種增強(qiáng)靜態(tài)場景光照效果的技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)是可以通過較少的性能消耗使靜態(tài)場景看上去更加真實(shí)，豐富，更加具有立體感；缺點(diǎn)是不能用來實(shí)時(shí)地處理動(dòng)態(tài)光照。當(dāng)游戲場景包含了大量的多邊形時(shí)，實(shí)時(shí)光源和陰影對游戲的性能的影響會(huì)很大。這時(shí)使用Lightmapping技術(shù)，將光線效果預(yù)渲染成貼圖使用到多邊形上模擬光影效果。

烘焙參數(shù)

Object選項(xiàng)卡

“All”組中的參數(shù)

Lightmap Static：選中則表示該物體將參與烘焙。

Scale In Lightmap：分辨率縮放，可以使不同的物體具有不同的光照精度。這樣可以根據(jù)實(shí)際場景，令遠(yuǎn)景中的物體采用較低的分辨率，節(jié)省光照貼圖的存儲(chǔ)空間。而較近的物體采用較高的分辨率，使貼圖更加逼真。

Lightmap Index：渲染時(shí)所使用的光照貼圖索引。值為0，表示渲染時(shí)使用烘焙出來的第一張光照圖；值為255，表示渲染時(shí)不使用光照圖。

Tiling X/Y和Offset X/Y共同決定了一個(gè)游戲?qū)ο蟮墓庹招畔⒃谡麖埞庹請D中的位置，區(qū)域。

“Lights”中的參數(shù)

Lightmapping：有3種類型可選

　　1）RelatimeOnly：光源不參與烘焙，只作用于實(shí)時(shí)光照。

　　2）Auto：表示光源在不同的情況下作不同的響應(yīng)。在烘焙時(shí) ,該光源會(huì)作用于所有參與烘焙的物體;在實(shí)際游戲運(yùn)行中,該光源會(huì)作為實(shí)時(shí)光源作用于那些動(dòng)態(tài)的或者沒有參與過烘焙的物體 ,而不作用于烘焙過的靜態(tài)物體。在使用Dual Lightmaps的情況下,對于小于陰影距離 (shadow Distance,Unity中用于實(shí)時(shí)生成陰影的范圍,范圍之外將不進(jìn)行實(shí)時(shí)生成陰影)的物體 ,該光源將作為實(shí)時(shí)光源作用于這些物體 ,不管是靜態(tài)還是動(dòng)態(tài) 。

　　3）表示光源只在烘焙時(shí)使用，其他時(shí)間將不作用于任何物體。

Color：光源顏色。

Intensity：光線強(qiáng)度。

Bounce Intensity：光線反射強(qiáng)度。

Baked Shadows：烘焙陰影。有三種類型可以選擇

　　1）Off：光源對象不產(chǎn)生陰影。

　　2）On(Realtime:Hard Shadows)：產(chǎn)生輪廓生硬的陰影。

　　3）On(Realtime:Soft Shadows)：產(chǎn)生平滑的陰影。

Shadow Samples：陰影采樣數(shù)，采樣數(shù)越多生成陰影的質(zhì)量越好。

Shadow Angle：光線衍射范圍角度。

Bake選項(xiàng)卡

Mode：映射方法。

　　1）Single Lightmaps：最簡單直接的方法，對性能及空間的消耗相對較小。可以很好地表現(xiàn)大多數(shù)靜態(tài)場景的光影效果。

　　2）Dual Lightmaps：在近處使用實(shí)時(shí)光照和部分Lightmap光照，在遠(yuǎn)處則使用Lightmap光照，同時(shí)在實(shí)時(shí)光影和靜態(tài)光影之間做平滑過渡，使得動(dòng)態(tài)光照和靜態(tài)光照可以很好的融合。

　　3）Directional Lightmaps：一方面將光影信息保存在光照貼圖上，同時(shí)還將收集到的光源方向信息保存在另一張貼圖中，從而可以在沒有實(shí)時(shí)光源的情況下完成Bump/Spec映射，同時(shí)也還原了普通光照圖的光影效果。

Quality：生成光照貼圖的質(zhì)量。

Bounces：光線反射次數(shù)，次數(shù)越多，反射越均勻。

Sky Light Color：天空光顏色。

Sky Light Intensity：天空光強(qiáng)度，值為0時(shí)，天空色無效。

Bounces Boost：加強(qiáng)間接光照，用來增加間接反射的光照量，從而延續(xù)一些反射光照的范圍。

Bounces Intensity：反射光線強(qiáng)度的倍增值。

Final Gather Rays：光照圖中每一個(gè)單元采光點(diǎn)用來采集光線時(shí)所發(fā)出的射線數(shù)量，數(shù)量越多，采光質(zhì)量越好。

Interpolation：控制采光點(diǎn)顏色的插值方式，0為線性插值，1為梯度插值。

Interpolation Points：用于插值的采光點(diǎn)個(gè)數(shù)。個(gè)數(shù)越多，結(jié)果越平滑，但是過多的數(shù)量也可能會(huì)把一些細(xì)節(jié)模糊掉。所以說采光點(diǎn)并不是越多越來，這容易導(dǎo)致過度平滑。

Ambient Occlusion：環(huán)境光遮蔽效果。

LOD Surface Distance：用于從高模到低模計(jì)算光照貼圖的最大世界空間距離。類似于從高模到低模來生成發(fā)現(xiàn)貼圖的過程。

Lock Atlas：選中，則會(huì)將所有的光照圖區(qū)域鎖定，即將物體使用光照圖相關(guān)的Tiling X/Y和Offset X/Y屬性鎖定，同時(shí)也將不可以再調(diào)整光照貼圖的分辨率屬性以及添加新的烘焙物體到光照圖。

Resolution：光照貼圖分辨率。勾選視圖窗口右下角Lightmap Display面板的ShowResolution選項(xiàng)，即可顯示單元大小。假設(shè)Resolution為50，那么在10*10個(gè)單位面積的平面網(wǎng)格上將占用光照貼圖上500*500個(gè)像素的空間。

Padding：不同物體的烘焙圖的間距。

Maps選項(xiàng)卡

Light Probes：用于設(shè)置當(dāng)前使用的Light Probes Group的引用。

Array Size：設(shè)置光照貼圖個(gè)數(shù)。

Compressed：啟用使用壓縮紋理格式。

烘焙

Bake Scene有三個(gè)選項(xiàng)：

1）Bake Scene：烘培整個(gè)場景，如果場景中有編輯好的Light Probes，那么也同時(shí)烘焙Light Probes。

2）Bake Selecte：只烘焙選擇的部分。采用Bake Selected功能在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行添加或者更新，同時(shí)系統(tǒng)會(huì)保留之前的光照圖。這樣不會(huì)因?yàn)椴糠指膭?dòng)而需要重新烘焙整個(gè)場景，只需要烘焙改動(dòng)的部分，大大提高了烘焙效率。

3）Bake Probes：只烘焙Light Probes。

示例

1 創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目，在場景中繪制如下：

選中Cube，在Inspector面板中勾選Static，這樣可以使得Cube參與烘焙。

2 打開菜單欄中Window->Lightmapping選項(xiàng)，會(huì)彈出Lightmapping視圖。此時(shí)選中場景中的Directional Light，在Lightmapping視圖中的Object標(biāo)簽頁中會(huì)出現(xiàn)對光源的設(shè)置。參數(shù)設(shè)置如下：

3 Bake標(biāo)簽頁下參數(shù)設(shè)置：

4 在Scene視圖右下角的Lightmap Display對話框中勾選Show Resolution復(fù)選框，就可以看到光照圖在模型上的分辨率。

5 單擊Lightmapping視圖右下角的Bake Scene，選中Bake Scene映射模式，就開始生成Lightmaps。

前后對比效果如下：

1)烘焙后：

2)烘焙前：

注：必須將plane的屬性設(shè)置為Static，否則Cube將不會(huì)有陰影顯示。

沒有將plane的屬性設(shè)置為Static，效果圖如下所示：

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