URP——着色器和材质——阴影模型Shading models

Shading models in Universal Render Pipeline

阴影模型定义了材料的颜色如何根据诸如表面方向、观察者方向和光照等因素而变化。您对阴影模型的选择取决于应用程序的艺术方向和性能预算。通用渲染管道(URP)提供了以下材质模型:

• Physically Based Shading
• Simple Shading
• Baked Lit Shading
• No lighting

Physically Based Shading

物理基础着色(PBS)通过基于物理原理计算从表面反射的光，来模拟物体在现实生活中的样子。这可以让你创建逼真的物体和表面。

PBS模型遵循两个原则:

• 能量守恒-表面反射的光不会超过入射光的总数。唯一的例外是当一个物体发出光。例如，霓虹灯。
• 微观几何——表面在微观层面上具有几何形状。有些物体具有光滑的微观几何形状，这使它们具有类似镜面的外观。其他物体有粗糙的微观几何形状，这使得它们看起来更无趣。在URP中，您可以模拟被渲染对象表面的平滑程度。

当光线照射到被渲染物体的表面时，部分光线被反射，部分光线被折射。反射光称为镜面反射。这取决于相机的方向和光线照射到表面的点，也称为入射角。在这个着色模型中，高光的形状用GGX函数近似。

对于金属物体，表面吸收并改变光线。对于非金属物体，也称为介电物体，表面反射部分光。

光的衰减只受光强的影响。这意味着你不必增加光的范围来控制衰减。

以下URP着色器使用基于物理的阴影:

• Lit
• Particles Lit

注意:这种材质不适合低端的移动硬件。如果你的目标是这个硬件，使用一个Simple Shading简单阴影模型着色器。

要阅读更多关于基于物理的渲染，请参阅this walkthrough by Joe Wilson on Marmoset。

Simple shading

这种阴影模型适合于程式化的视觉效果或在功能较弱的平台上运行的游戏。有了这个阴影模型，材质就不再逼真了。着色器不保存能量。这个阴影模型是基于Blinn-Phong模型。

在这个简单的阴影模型中，材质反射漫射光和高光，两者之间没有相关性。漫射光和镜面光从材质反射的数量取决于你为材质选择的属性，因此总反射光会超过总入射光。镜面反射只随相机方向而变化。

光的衰减只受光强的影响。

下面的URP着色器使用简单的阴影:

• Simple Lit
• Particles Simple Lit

Baked Lit shading

烘焙照明阴影模型没有实时照明。材料可以接收来自光图或光探测器的烘焙光。这以很小的性能代价为场景增加了一些深度。使用这种阴影模型的游戏可以在功能较弱的平台上运行。

URP烘焙光照着色器是唯一使用烘焙光照着色模型的着色器。

Shaders with no lighting

URP带有一些无光的着色器。这意味着它们没有方向光和烘烤光。因为没有光的计算，这些着色器编译比有光的着色器更快。如果你预先知道你的游戏对象或视觉不需要照明，在你的最终产品选择一个无照明的着色器来节省计算和构建时间。

以下URP着色器没有照明:

• Unlit
• Particles Unlit