更复杂的光源

一.前言

在光照概述中，我们叙述了一些光照模型，以及逐顶点和逐像素的计算光照，我们没有考虑阴影，没有考虑间接光照，没有考虑光照强度的衰减，而实际上，这些因素游戏的渲染效果的真实感和沉浸感有着至关重要的影响，可以说光照是shader最核心的要素。

二.更复杂的光照

1.渲染路径

什么是渲染路径？渲染路径决定了光照是如何应用到shader中的，而不是仅仅简单的在顶点或者片元着色器中进行计算而已。unity在5.0以前的版本支持三种渲染路径：前向渲染，延迟渲染，顶点照明渲染。而在5.0以后，顶点照明渲染已经被抛弃，新的延迟渲染路径代替了旧的延迟渲染路径（当然也兼容了旧版本），一般时候一个项目只使用一个渲染路径，我们可以通过在edit-Project Setting-Player-Other Setting-RenderingPath中设置，默认情况下是选择的前向渲染路径。

2.前向渲染

假如场景中有N个光源，M个物体，那么每个物体为每个光源计算一遍光照，然后刷新到颜色缓冲和深度缓冲中，即需要N*M个pass的计算，我们才完成整个光照的渲染效果，而且成功实现了他们的叠加，在这里要注意设置正确的混合模式，混合模式即，我们希望新计算的光照结果和缓冲区中的颜色值怎么混合，按什么比例混合，一般情况下选择Blend One One，即1:1混合。

在unity的前向渲染中，有三种处理光照的方式：逐顶点，逐像素，球谐函数。而使用哪种方式取决于光源的类型和他的渲染模式（即是否是重要的），unity中光源的渲染模式有三种，Important,not Important,Auto。顾名思义，设置为Important的光源会被逐像素处理，即更加精细同时开销也更大，Not Important的光源会按逐顶点或者SH（球谐函数）处理，Auto则告诉Unity你自己决定这个光源的处理方式吧。

3.延迟渲染

        前向渲染的问题是，当场景中有大量的光源时，m个物体，n个实时光照的光源，计算复杂度会是m*n，而对于这些光照来说，光照计算中很大一部分对同一个物体的计算是重复的，延迟渲染是一种古老的方法，原理就是，除了前向渲染使用的颜色缓冲和深度缓冲之外，还有额外的缓冲区-G缓冲，G缓冲存储了我们所关心的表面的其他信息，如表面的法线，位置，用于光照计算的属性等。

        计算原理和方法：

包含两个Pass，第一个Pass中不进行任何光照计算，而是仅仅计算哪些片元是可见的，主要是通过深度缓冲技术来实现，当一个片元是可见的，我们就把它的相关信息存储到G缓冲区。在第二个Pass，我们利用G缓冲区的各个片元信息，如表面法线，视角方向，漫反射系数等，进行光照计算。核心就是，在第一个Pass中提前将光照所需的通用信息缓存，减小计算量。所以延迟渲染的Pass通常就是两个，和光源数无关，而是和我们使用的屏幕空间的大小有关。