unity3d中光照探針的示例分析

發(fā)布時(shí)間：2022-01-19 09:33:19 來(lái)源：億速云閱讀：234 作者：小新欄目：大數(shù)據(jù)

小編給大家分享一下unity3d中光照探針的示例分析，相信大部分人都還不怎么了解，因此分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲，下面讓我們一起去了解一下吧！

需求

常規(guī)的unity烘焙光照探針是采用3階球諧來(lái)存儲(chǔ)的有9個(gè)float3數(shù)據(jù)，一般項(xiàng)目探針數(shù)量不會(huì)太多所以不用考慮內(nèi)存問(wèn)題。但我參與的生死狙擊2 （可點(diǎn)擊看游戲視頻）項(xiàng)目，有開(kāi)放大世界，所有 lightmap加lightprobe 顯存開(kāi)銷(xiāo)巨大500多M。所以我實(shí)現(xiàn)了一套VLM烘焙方式，提高10倍的烘焙速度和節(jié)省22倍的顯存開(kāi)銷(xiāo).這套方案太復(fù)雜我這里只是分享其中的一個(gè)壓縮技術(shù)。如果你也因?yàn)槠渌蛐枰獕嚎s 或因?yàn)榍蛑C模型尾巴有漏光問(wèn)題需要解決可以參考下我的做法。

基礎(chǔ)思路

首先想到的肯定是 2階球諧來(lái)存，因?yàn)椴簧俅罄姓f(shuō)過(guò)精度也夠。而且unity的realtime gi好像就是用的2階.我沒(méi)有采用2階的原因是球諧算法沒(méi)有完全掌握，根據(jù)顏色反向構(gòu)建和壓縮特別是工具修復(fù)漏光時(shí) 需要用到半球拷貝（對(duì)sh某個(gè)方向的顏色拷貝到另一個(gè)sh的某個(gè)方向）都很不好掌控，雖然能找到算法但如果你和我一樣對(duì)自己沒(méi)完全掌握的算法用起來(lái)有點(diǎn)擔(dān)心，那么就適合這樣直觀的方式來(lái)存儲(chǔ)。

我們用一個(gè)豐富點(diǎn)的烘焙情況做為測(cè)試基準(zhǔn)

首先想到的是cubemap xyz正負(fù)方向6個(gè)方向分別存一個(gè)顏色，采樣的時(shí)候只需要計(jì)算6次max(0,dot(dir,normal))*colr；就可以得到個(gè)不錯(cuò)的結(jié)果如下圖

渲染的算法也超簡(jiǎn)單每個(gè)方向算權(quán)重就可以了是不是很接近了呢

升級(jí)思路（正戲開(kāi)始）

雖然模擬了個(gè)大概但，6個(gè)顏色沒(méi)比9個(gè)少多少而且2階球諧只需要4個(gè)顏色，所以我打算開(kāi)始采用4方向軸。我想到正四面體，因?yàn)?個(gè)頂點(diǎn)是對(duì)稱的也就是數(shù)學(xué)意義完全相同的所以中心指向4個(gè)頂點(diǎn)得到的4個(gè)坐標(biāo)軸兩兩夾角都相同，所以很適合用來(lái)建立一個(gè)4半軸坐標(biāo)系（應(yīng)該算非笛卡爾坐標(biāo)系），通過(guò)計(jì)算或查詢固定的角度可以選一個(gè)4個(gè)軸的方向，我選了一個(gè)TetrahedroDirs = { new Vector3(-0.8164966f, -0.3333331f, -0.4714046f), new Vector3(0.8164966f, -0.3333331f, -0.4714046f), new Vector3(0, -0.3333331f, 0.9428091f), new Vector3(0, 1, 0) };就是一個(gè)頂點(diǎn)是向上的。因?yàn)橹挥?個(gè)顏色所以很好用3張圖存儲(chǔ)。效果但看誤差嚴(yán)重實(shí)際上效果間接光貢獻(xiàn)度不大這點(diǎn)差距不敏感

代碼也很簡(jiǎn)單，為什么要比直角坐標(biāo)系 +1/3 可以自己思考下，實(shí)際上可以進(jìn)一步壓縮掉75% ，因?yàn)?可以某大區(qū)域只設(shè)置一個(gè)顏色然后只記錄間接光的強(qiáng)度，這樣4個(gè)強(qiáng)度剛好一個(gè)rgba圖就可以存入只有引擎的 1/7容量。如果這種極限壓縮不符合項(xiàng)目，那么可以讓一個(gè)場(chǎng)景只用256種顏色然后每個(gè)探針多一個(gè)byte 存入顏色索引，256色配合256強(qiáng)度和插值計(jì)算也很豐富了。