网站建设0doit,赣州网站建设哪家便宜,丹徒网站建设代理商,网站建设怎么选择光源是每个场景必不可少的部分#xff0c;光源除了能够照亮场景之外#xff0c;还可以产生阴影效果。
Unity中分为四种光源类型#xff1a;
1. 方向光#xff1a;Directional Light 用于模拟太阳光#xff0c;方向光任何地方都能照射到。
2. 点光源#xff1a;Point L…光源是每个场景必不可少的部分光源除了能够照亮场景之外还可以产生阴影效果。
Unity中分为四种光源类型
1. 方向光Directional Light 用于模拟太阳光方向光任何地方都能照射到。
2. 点光源Point Light 用于模拟电灯泡的照射效果。
3. 聚光灯Spot Light 用于模拟聚光灯照射效果。
4. 区域光Area Light 区域光在“实时光照”模式下是无效的只用于“烘焙光照”模式。
默认场景中会自动给我们添加一个Directional Light方向光相当于一个太阳。 我们可以选择该光源查看它的Inspector检视视图光源这个游戏对象最重要的组件就是Light组件截图如下所示 接下来我们稍微解释一下Light组件的一些属性
Type当前的光源类型。可选值为 Directional、Point、Spot 和 Area。
Color使用拾色器来设置发光的颜色。
Mode指定光源模式。可选模式为 Realtime实时、Mixed混合 和 Baked烘焙。
Intensity设置光源的亮度。
Indirect Multiplier使用此值可改变间接光的强度。
如果是Spot聚光灯Light组件的Type属性为Spot的话效果如下 该类型的光源类似一个圆锥体它有自己的“Range”和“Spot Angle”两个属性前者代表光线照射的距离后者代表圆锥体开合角度也就是光线照射的范围。如下所示 如果是Point点光源Light组件的Type属性为Point的话效果如下 该类型的光源有一个“Range”属性它表示光线照射的距离也就是圆球半径值。 最后一个是Area区域光效果如下 该类型的光源是通过空间中的矩形来定义的。光线在表面区域上均匀地向所有方向上发射但仅从矩形的所在的面发射。无法手动控制面光源的范围但是当远离光源时强度将按照距离的平方呈反比衰减。由于光照计算对性能消耗较大因此面光源不可实时处理只能烘焙到光照贴图中。
光源在 Unity 中非常容易使用可通过菜单栏 GameObject Light 将光源添加到场景中。如果启用 Scene 视图光照工具栏上的“太阳”按钮则可在移动光源对象并设置其参数时预览光照效果。这里需要注意的是方向光通常可放置在场景中的任何位置沿自身Z轴正方向照亮整个场景没有照射范围的限制因此方向光跟位置没有关系跟自身旋转有关系直接影响物体的阴影位置。聚光灯有位置也有方向但其照射范围是有限。点光源与聚光灯类似他们都属于局部光源主要用于场景中一些局部细节的光影效果处理。
光源的使用有很多技巧。比如如果游戏场景中必须使用光源但又不希望一些游戏对象受到该光源的影响。我们可以创建一个图层Layer并将这些游戏对象添加到该图层Layer中。在光源的检视面板中找到Culling Mask剔除遮罩属性在下拉列表中选择该图层。那么该图层中所有游戏对象不在受到该光源的影响了。
关于光源这一块内容大家不要忽略“环境光”它是一个真真正正的全局光照能够从四面八方照向游戏物体也就是说它不会产生阴影效果。我们可在 Lighting 窗口中找到环境光设置默认它来自于天空盒材质贴图光的本质就是颜色。打开方式为菜单栏 “Window”-“Rendering”-“Lighting”在弹出的新窗口中点击选中“Environment”。 Environment Lighting 该项为物体提供环境光。颜色来源可以是上面设定的Skybox天空盒材质球可以使固定的颜色或渐变色。2D游戏中一般不需要任何光源只需要设置环境光即可。我们顺便说一下下面的Environment Reflections 该项控制环境光反射设置同样也来源于Skybox天空盒材质球它提供的是镜面反射效果是基于物理的渲染(PBR)中重要的照明效果。也就是说如果场景中有一个镜子的话镜子里面呈现的是天空盒的样子。但是如果这个镜子在一个房间里面的话镜子里面呈现天空盒的样子就不太合理了。Unity提供反射探针Refletion Probe技术用于捕捉周围场景的图像并将其储存为立方体贴图Cubemap。房间里面的镜子就可以通过反射探针Refletion Probe来呈现周围的景象。也就是说当物体处于反射探针范围内时该物体会反射反射探针范围内的环境信息。当场景中不存在反射探针时场景中带有反射的物体会直接反射天空盒产生的环境信息。
这里我就继续介绍一下天空盒。我们在DirectX课程中介绍过它其实就是模拟现实世界中的天空。最简单的天空盒就是一个立方体贴图而已。Unity中的天空盒本质是一个材质球。我们可以从Unity Asset Store中下载一些免费的天空盒例如下面这个。 下载完之后我们就可以导入当前工程中如下所示 其中“Materials”目录下就是很多的天空盒材质球而“Scenes”是给我们提供的一个场景。我们可以点进入“Scenes”看一看。 双击“Demo.unity”这个场景文件如下所示 运行之后的效果如下 接下来我们回到“Materials”目录下查看 上图中展示了很多的天空盒材质球他们的本质也就是一张贴图而已。这些天空盒材质球如何使用呢我们回到之前的默认场景然后点击菜单栏Window Rendering Lighting再选择Environment选项面板如下所示 我们要做的就是将我们的材质球拖到上面红色标注的框中即可。 我们之前的场景是这样的也就是默认的天空盒Default-Skybox。 改成“FS000_Day_01”之后的样子 接下来我们介绍一下光照贴图LightMap。大家需要明白的是光照效果的计算是非常消耗硬件性能的如果我们在游戏中每时每刻都要对所有的物体进行光照计算而得出其表现效果这显然不是一个最好的方式。因此我们可以将光照信息提前“烘焙”到贴图中在游戏运行后不再进行实时光照计算而是直接从物体的光照贴图中获取信息达到与之前一样的表现效果。Unity引擎为我们提供了功能强大的光照贴图功能让美术人员可以在Unity编辑器里方便的烘焙光照贴图。但是缺点就是这些光照贴图只能应用于静态物体static也就是不能移动的物体并且表现效果是固定不变的这个大家应该能够很容易理解。在上面介绍光源模式的时候可选模式为 Realtime、Mixed 和 Baked三种。Realtime是实时光照Baked是烘焙光照Mixed是两者兼顾默认项。根据名称我们就能大概理解这三种模式的用途了烘焙光照的含义是会根据该光源烘焙光照贴图光照贴图生成完毕后该烘焙光源就可以不使用了场景中的静态物体依然是之前的光照效果但是动态物体就没有光照效果了而且你如果移动静态物体的话静态物体的阴影是不跟随移动的。这样看来烘焙光照固然减少了计算性能但是它不能满足动态物体的光照效果要求。那么这个问题如何解决呢其实就是Mixed模式既可以保证静态物体的光照贴图效果也可以额保证动态物体的实时光照效果。
接下来介绍两个概念直接光照和间接光照
直射光照Direct Lighting光源直接照射到物体表面所产生的光照信息。
间接光照Indirect Lighting光源照射到物体表面以后再反射到其他物体上所形成的光照信息。间接光照让我们的场景更加逼真因为这比较符合我们现实世界的真实光照情况。这就好比我们在一个物体旁边放置一面镜子来自镜子的间接光照肯定会对这个物体产生光照效果的。但是间接光照的实现需要支持实时光线追踪的硬件才能实现比如Nvidia的RTX系列显卡。因此在低端PC以及大部分手机上我们还得依赖预先计算好的光照贴图来提供这些间接光照信息。没错光照贴图既可以存储直接光照信息也可以存储间接光照信息。在Unity中光源主要控制的是直接光照Lighting窗口主要控制的是间接光照。
接下来介绍另一个概念全局光照系统约等于烘焙
全局光照系统是对直接光照和间接光照进行建模以提供逼真光照效果的一组技术。Unity 有两个全局光照系统烘焙全局光照系统(Baked Global Illumination)和实时全局光照系统(Realtime Gloabl lllumination)。烘焙全局光照系统包括光照贴图、光照探针和反射探针。所有渲染管线均支持烘焙全局光照系统。实时全局光照系统包括使用 Enlighten 的实时全局光照并为光照探针增加了额外功能。请注意目前已弃用 Enlighten很快就会从 Unity 中删除实时全局光照系统。这样看来Unity全局光照主要用于烘焙光照贴图了。那么我就来介绍一下Unity的烘焙全局光照系统需要在Lighting窗口中进行设置。我们通过菜单栏Window - Rendering - Lighting打开Lighting窗口然后点击选中“Scene”选项 默认情况下没有光照配置我们需要点击“New Lighting Settings”生成一个 同时在Project工程面板中也会生成同名的光照配置文件 我们回到“Scene”选项卡中有“Realtime Lighting”和“Mixed Lighting”两个选项。他们分别代表了烘焙全局光照系统(Baked Global Illumination)和实时全局光照系统(Realtime Gloabl lllumination)。从截图中我们可以看出实时全局光照系统已经被废弃调了剩下的就是烘焙全局光照系统也就是在“Mixed Lighting”混合光源选项下面。为什么是混合光源Unity默认的光源模式就是混合光源也就是既支持实时光照又支持烘焙并且在烘焙的时候还支持全局光照技术直接光照间接光照的混合。因为我们上文中已经提到烘焙光源虽然减少了性能计算但是无法解决动态物体的光照需求。所以动态物体还得需要实时光源才能解决。如果说场景中既存在烘焙光源又存在实时光源那么光照贴图技术还有啥作用呢。当然有了区别就在于静态物体和动态物体嘛。这道理很简单烘焙光源用于静态物体实时光源用于动态物体。所以说光源推荐使用混合方式尤其是主光源。
我们看到在“Mixed Lighting”下面有两个子选项一个是启动烘焙全局光照系统的勾选框另一个是“Lighting Mode”默认值为“Shadowmask”。Shadowmask 模式下将烘焙间接光照效果到光照贴图中也就是说间接光照不进行实时计算同时直接光照产生的阴影也会被烘培到光照贴图中也就是说阴影也不进行实时计算了。也就是说当运行工程时改变混合光源不会影响间接光照和静态物体的阴影固定在光照贴图里面但其他渲染仍然是按照实时光源进行计算。因此该模式是实时光照和光照贴图相结合的方式。需要注意的是通用渲染管线 (URP) 不支持 Shadowmask 光照模式虽然是默认选项。
另外还有两种模式可以选择Baked Indirect和Subtractive。
Baked Indirect模式下只烘培间接光照也就是说间接光照不进行实时计算直接光照以及阴影进行实时计算因此性能的消耗比较大。请注意该模式在三种渲染管线中都支持。
Subtractive模式下同时烘焙直接光照和间接光照到光照贴图中同时也会将静态物体的阴影也烘焙到光照贴图中。请注意高清渲染管线 (HDRP) 不支持 Subtractive 光照模式。
三种模式对比而言Subtractive模式性能消耗最低因为静态物体的直接光照间接光照和阴影都从光照贴图中获取不再进行实时计算当然动态物体肯定还是需要光源的实时计算的。请注意对性能消耗最低但是高清渲染管线不支持。其次是Shadowmask模式该模式只烘焙静态物体的间接光照和阴影直接光照仍然按照实时光照计算而得相比较前者模式性能消耗大一些。虽然性能消耗比较折中也是Unity默认选项但是通用渲染关系不支持。最后是Baked Indirect模式该模式值烘焙间接光照直接光照和阴影仍然按照实时光照计算而得显然性能消耗最大。虽然性能消耗最大但是所有渲染管线都支持。因此 大家在进行游戏开发之处就需要将这些内容确定了选择那种渲染管线和那种模式。
在Lighting窗口中我们还能看到Lightmapping Settings选项下面有一些重要参数。 Lightmapper指定使用哪个内部照明计算软件来计算场景中的光照贴图。Unity 使用一个名为渐进光照贴图 (Progressive Lightmapper) 的计算系统。默认Progressive CPU表示采用CPU进行计算还可以选择Progressive GPU进行计算。另外Enlighten已废弃(上面说过)。
Direct Samples直接光照采样值
Indirect Samples间接光照采样值
Environment Samples环境光采样值
最后就是那个Auto Generate勾选项如果我们勾选此项的话Unity会自动帮我们生成光照贴图如果我们不勾选默认情况我们需要点击右边的“Generate Lighting”来手动生成光照贴图。如果我们修改了光照或者场景的话我们就需要重新生成光照贴图了。
最后我们来总结一下Unity的四种光源类型很容易理解。比较难理解的是Unity的间接光照它主要目的还是为了让场景更加的逼真但是很遗憾的是间接光照仅能用于烘焙也就是用来生成光照贴图。光照贴图技术在Unity中大量被采用因此光源模式才有了实时烘焙和混合三种。默认情况下我们推荐使用混合模式下的光源烘焙光照贴图后场景中的静态物体将从光照贴图中获取光照效果而动态物体仍然通过实时光源计算获得光照效果。这样既能保证整体的光照效果又能减少性能的消耗。关于光照贴图的烘焙设置需要大家了解Lighting窗口中的“Mixed Lighting”中“Lighting Mode”的三种模式。他们的区别就在于是否将直接光照间接光照和阴影烘焙到光照贴图中烘焙的内容越多实时计算量就越少这个应该不难理解。
