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Unity高级开发-光照系统(三)-使用Unity的Progre

Unity高级开发-光照系统(三)-使用Unity的Progre

作者: 元宇宙协会 | 来源:发表于2020-07-08 15:59 被阅读0次

    关于烘焙的问题:

    1-烘培的代价是非常高的
    2-烘培贴图的数量和体积非常的大,因为它是RGB通道的一些彩色图片,所以是无法改变的。
    3-通过格式压缩,但压缩会出现质量下降的情况。贴图加载会占用大量的显存。

    Light Probe与Light Probe Proxy Volume

    Light Probe是球形光照,提供比较简单的间接照明,可以为小物体提供间接光。

    • 作用
      如果游戏场景在室外,像一些植被,草和小型岩石可以不用烘培。因为它们虽然很小,但是整体的数量是很庞大的。尤其是一些小的细节,如果精度不够,烘培的效果会非常差。
    image.png

    Light Probe Proxy Volume用来给这个小火车进行间接照明,
    它上面的这些点可以吸取左侧Light Probe上离它最近的值,它会在几个球之间进行颜色的混合,混合出一个符合小火车形状的间接光的体积。尽管本身小火车没有进行光照计算,但它也拥有了间接光。

    • 注意
      Light Probe Proxy Volume目前不支持移动平台
    Light Probe
    • 人物和车辆这类动态物体,一定是使用Light Probe进行照明。
    • 树和植被也使用Light Probe照明

    Lightmap Setting设置

    image.png

    我们自动生成的一些UV可以使用Unity的功能,在物体上有UV Charting Control,进行动态合并。在合并完成后,我们进行预计算,看看合并上有没有问题。
    合并UV的时候可能会出现扭曲现象,这种扭曲现象在烘焙Lightmap时是非常有问题的。


    image.png

    UV Charts等于6的情况下,如果Box分成左边是比较合理的,右边这么分在Enlighten的计算量最起码要增加3倍。


    image.png

    Unity的光照贴图设置。

    • Resolution:控制Clustering的分辨率,会和Lightmapping Settings的Indirect Resolution相乘获得最终的Resolution。
    • Cluster Resolution:控制Clustering,结果会和Resolution相乘。我们可以通过对这些参数进行搭配,调出不同的Resolution。
    • Lightmap parameters:我们可以为关卡中每一类物体都设置不同的Lightmap parameters,来控制不同物体的Clustering Resolution,从而提高lightmap烘焙效率。例如:一些不需要计算的植被可以设置一个新的Lightmap parameters组,让它只接受别的物体的间接光,自己不再产生间接光,降低计算时间。



      从左到右依次是Cluster Resolution是3米、1.2米、0.72米的效果。我们可以看出,只有在Cluster Resolution=0.72米的时候,在室内的效果基本才是合格的。

    关于效果参考

    常见的物体Cluster Resolution 参考(每单元大小):

    室内墙壁精度为0.5-1米
    室内重要道具精度0.5米
    室外建筑精度1-2米
    室外地面精度2-4米
    室外重要游戏道具精度1-2米

    image.png

    Progressive Baking

    • Progressive Baking,它的情况非常的暴力,就是你有多少光子,直接光的Samples,有多少间接光的Samples,最终可以获得怎样的精度,最终取决于你的电脑有多强。

    • 室外,Direct Samples为50,
      室内最少要80-100。
      Indirect Samples在室外大概用400,室内800,不然会出现黑斑问题,弹射次数建议为4次。


      Progressive Baking
    • Unity制作移动平台光照

    • 首选线性空间作为项目的开发环境,Gamma空间适合Opengl3.0之前时代的项目。

    • 在线性空间下,Direction light(主光源)白天强度在1.5-1.8之间,夜间月光在0.4-0.7之间。

    • 在Gamma空间下,Direction light(主光源)白天强度在0.5-1之间,夜间月光在0.2-0.5之间。

    • 光照的Indirect强度不能高过直接光的强度,在线性空间下间接光一般小于1。

    • 在Englighten渲染模式下,尽可能的降低植被的Cluster Resolution,提高渲染效率。

    • 静态物体尽可能优化掉不需要烘焙的部分,提高重要物体的Lightmap精度。不参与烘焙的物体使用Light Probe照明。

    • 优化UV Chart,单个物体UV Chart越少越好。

    • 优化不同种类的Cluster Resolution,保证不同种类的物体都有合理的计算分辨率。

    • 混合光照手机平台建议实时阴影距离控制在不超过20米。

    • 使用Unity提供的Procudral Skybox进行烘焙光照贴图。可以获得更真实的Lightmap。

    • 不轻易的调整Unity的Albedo boost和Indirect intensity强度。尽可能的保证Albedo boost =1, indirect intensity=1。
      效果图:


      1
      2
      3
    • 注意:
      火车和铁轨都是没有烘培的,为什么呢?因为这些东西又小又不显眼,而且扁平化一块一块的,我们不需要对它进行烘培。
      如果把这些内容全部使用Enlighten进行烘培,大概需要花2个小时。如果优化后,大概是3-5分钟就可以烘培完了。

    小火车做了一个Light Probe Proxy Volume,这样就可以控制接受间接光的情况。注意这种方式目前不支持移动平台
    项目中的整体地面,都是使用的Blend Probes模式的混合,比较小或者不显眼的物体,并非游戏重要物体的都可以使用Blend Probes进行照明,我们需要勾选Static类型,它们一定在Static批次中,后面把它Lightmap Static去掉就可以了,去掉后就不会生成Lightmap,但是会接收Light Probe的影响。

    案例:

    image.png

    如上图所示,在整个光照当中,我们加了一些面光源,这是为了提高场景的窗户透光的光亮。如果不加,就没法按窗户形成面光源,向内部进行照明的。
    需要注意,面光源在移动平台上,如果不是HDRP的话,就只支持静态的,只支持烘培,不是烘培的模型它是不支持的。
    下图是场景的光照贴图大概是这样的,比较符合白天的光照效果。


    image.png

    我们可以看看它的设置。
    首先Procedural Skybox在这里加进来。在Enlighten当中,千万不要使用渐变和颜色进行烘焙,两者烘焙出来的东西会比较风格化,并不写实。有很多人选择用某个颜色烘渐变,但效果会非常不理想,所以一般选择Skybox进行烘焙,而Skybox一般使用Procedural Skybox。
    烘焙完后,再替换为自己场景的风格化Skybox作为最终显示效果。Procedural Skybox是仅用于烘焙的,不是用于制作最终的Skybox效果。
    我们再举一个简单的例子。如果要形成一个特别颓废和压抑的环境,我们可以将大气密度提到很高,然后将染色降一下,或者偏向一个色彩。
    我们可以将整个曝光度调低,把大气密度调高,实现让人很压抑的环境,这种环境烘焙出来的Lightmap比较接近于比较邪恶的地方,从而获得更加压抑的光照效果。


    image.png
    还有一点,当Atmosphere Thickness提高了以后,它作为偏光的可照明区域会缩减。缩减的意思是:黑色区域基本上不贡献光线了,整个Skybox变为不是半球形了,变得没有原来的光照面积大,所以烘焙出来的图就不那么剔透了。
    因为它的周围存在染色问题,导致它控制在偏红,偏压抑的环境,就能烘托出来。我们可以通过对一些染色以后,对光线的反映来调出适合的视觉效果。
    我们不建议在室内的时候使用Light Probes进行照明,因为它的物体要求精度很高,遮挡关系全靠需要低频光进行影响,没法做出很多变化。
    image.png

    尤其是一些非常小的物体,如果想要表现出好的效果,一定要对Lightmap大小进行放大。例如:铅笔在Scale In Lightmap里要放大一倍,不然烘出来基本上没效果。但对于有的物体,我们要保证统一性,如果能保证统一性,有的地方会出现一些色斑。
    在示例场景中,我们优化掉了一部分的东西,整个Lightmap的照明还可以,但是你会看到这些东西都浮起来了,靠屏幕空间的AO是控制不住的,效果会产生大量的损失。所以这样的东西只在室外有用,室内的话是不建议这么用。
    Enlighten烘焙在示例场景中的效率,代价是非常大的,因为场景中的物体非常的多,它的UV Charts基本上没办法看到,非常碎,所以烘焙时间也非常长。
    在小火车的场景中,使用Enlighten大概烘焙4分钟。在这个教室场景,因为物体非常多而杂,大概是小火车场景的5倍左右时间,大概20分钟。
    使用Progressive烘培则很稳定,它只看场景有多大的精度,不管场景有多少物体,这就是Progressive和Enlighten之间的差异。

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