教你Unity灯光烘焙1 - 灯光系统梗概

又来开坑了，看到群里好像很多人搞不懂unity的灯光烘焙，所以我单开一个系列来讲这些，希望你看完应该能对Unity灯光有系统性的认识。

这篇我先概括讲很多知识点。

也许现在你没法全部看懂，但看完我的整个灯光系列，你就能掌握。

灯光可以分为两大类

• 直接光源(Direct)如太阳，灯泡，蜡烛等，光源直接照亮物体的部分
• 间接光源(Indirect)所有其他衍生光，如直接光造成的环境反射，间接光等

两种光源又会产生各自的 漫反射(Diffuse)和镜面反射(Specular)。

于是排列组合一下

• DirectDiffuse 亮部
• DirectSpecular 高光
• IndirectDiffuse 环境间接光
• IndirectSpecular 环境反射

再加上Shadow 阴影，这就是组成光影的五个元素。

这点很重要！有助于美术转换思维方式

上面5张图，均为实时光效果。

• 实时的优点：可随意修改模型位置，随视角变化实时改变效果。(如高光，阴影位置)
• 实时的缺点：需要更精准的效果，实时计算多个灯光效果叠加，付出的代价较大。(如点光源的实时阴影)

所以需要“作假”，选择项目里不需要“实时变化”的部分，提前渲成离线内容，即烘焙。

注：高光会根据视角变化，没法烘焙，亮部烘焙成光照贴图会导致高光消失。

|unity灯光分类

下图是我总结的unity灯光分类

可见，烘焙主要是在间接光和阴影上做文章。

|间接光的作假

理想的一盏灯，即要对静态物体生成光照贴图，又要照亮动态物体。

早期unity灯光只有bake和realtime两种模式，想实现上述目的，必须创建两盏灯，极其不方便，于是应需增加了Mix灯光。

而这个混合灯光与烘焙模式之间的关系，是入门光照系统中，最大的一道坎。

上图为各种模式的灯光，产生间接光的流程(放大看)

橙色为灯光类型，深蓝色为间接光作假方式，蓝绿色为接受灯光的物体。

• BakeGI：将间接漫反射颜色记录成图片(光照贴图)，针对静态物体
• 光照探头：将间接漫反射颜色记录成球谐信息(光照探头)，针对动态物体
• RealtimeGI：与BakeGI相似，灯光可实时改变颜色方向(本来被弃用，但新版本HDRP又加了回来)

更详细的解释可以看unity官方文章

https://unity.cn/projects/progressive-lightmapper unity.cn

|阴影的作假

阴影有四种模式：Realtime，Bake，Shadowmask，Distance Shadowmak

同一个模型的Realtime和Bake效果

• 可以看到Realtime下，灯光会在模型表面产生高光。
• 而Bake模式烘焙成贴图，省性能，能设置阴影软硬。但无法产生高光。

那有没有办法全部获得所有优点？

Shadowmask

把模型移开，地面的阴影依然存在，可见是烘焙阴影。但直接光依然是实时，所以有高光点。

Distance Shadowmask

回到Project Settings。Shadow Distance指的是，实时阴影在距离摄像机多远处消失。距离越远，阴影的精度会越低。

假设远处有一栋房子，在阳光下参数投影。在阴影边界处，无法避免出现下图现象

这时候，如果烘焙Distance Shadowmask，则可以用极低分辨率的mask来补全远处阴影。下图地面大小10m*10m，shadowmask贴图像素只有 64 * 64

下面是我的artstation地址：

https://www.artstation.com/luteli

当然你也能看看我原来写的文章

https://www.zhihu.com/people/lute-li/posts

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