美文网首页
关于反射探头的实时反射

关于反射探头的实时反射

作者: 恶毒的狗 | 来源:发表于2020-04-22 21:02 被阅读0次

用反射探头实现镜面反射

之前看到过一个日本人写的文章,关于如何使用Unity的反射探头来实现地板的镜面反射效果。

文章地址:http://nn-hokuson.hatenablog.com/entry/2016/10/17/202135

核心代码很短,主要是根据下图所示实时更新反射探头的位置:

image

先贴一下位置计算的代码:

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class ProbeReflection : MonoBehaviour
{
    public GameObject reflectionPlane;

    private ReflectionProbe probe;

    void Start()
    {
        this.probe = GetComponent<ReflectionProbe>();
    }

    void Update()
    {
        if(reflectionPlane == null)
        {
            return;
        }

        Camera camera = Camera.main;

        if(camera == null)
        {
            return;
        }

        float probeY = reflectionPlane.transform.position.y - camera.transform.position.y;

        this.probe.transform.position = new Vector3(
            camera.transform.position.x,
            reflectionPlane.transform.position.y + probeY,
            camera.transform.position.z
        );
    }
}

这里反射探头设置成实时(Realtime),Cubemap分辨率设置为2048:

image

再把地板的金属度和光滑度都调到1,效果还是很好的,如下图:

image

性能问题

上图的镜面反射效果很好,不过需要关注一下性能问题。

这里做一个测试,还是刚才那个场景,把反射探头的 Time Slicing 设置为 No time slicing,即每帧完整的绘制一次环境,我们对比一下drawcall:

image

可以看到,如此一个简单场景,打开探头实时渲染后,drawcall从125翻到了540。

Unity的官方文档对此有如下说明:

Each of the six cubemap faces must be rendered separately using a “camera
” at the probe’s origin.

The probes will need to be rendered a separate time for each reflection bounce level (see documentation on Advanced Reflection Probes for further details).

The various mipmap levels of the cubemap must undergo a blurring process to allow for glossy reflections.

首先,环境会被渲染至cubemap,而cubemap的6个面都需要各自渲染,如下图:

image

其次,反射探头的环境绘制还会考虑到反弹,反弹的次数由Lighting面板全局控制,如下图:

image

最后,为了正确的计算间接高光,生成各级mipmap的时候还有一个blur操作。

性能优化

对于实时反射探头的性能优化,Unity官方列了如下几点:

  1. 降低cubemap的分辨率。

  2. 利用Cull Mask只渲染对环境影响较大的部分,比如天空盒。

  3. 限制绘制环境的频率,避免每帧绘制。

  4. 分帧完成环境绘制。

这里的优化方案属于常规方式。

双抛物面映射

此外,如果要求不是那么高,我们也不一定需要cubemap。

前项目在做环境的实时绘制时,用了另外一个方式:双抛物面映射。

关于双抛物面映射,知乎有一篇推导写得很好:详解双抛物面环境映射

利用双抛物面映射,我们可以把cubemap的6次场景绘制降低为下图的2次:

image

截图源自 Dual Paraboloid Environment Mapping
Whitepaper

另外,前项目只生成mipmap,并不做blur操作,代码细节留到下篇再写。

关于粗糙度

之前为了测试镜面反射,我把金属度和光滑度都设置成了1。

现在给地板一点粗糙度,这里我把光滑度降低为0.8,效果如下:

image

反射变得模糊了。

Unity会根据粗糙度来计算mipmap level,粗糙度越高mipmap level就越高,反射也就越模糊,代码如下:

#ifndef UNITY_SPECCUBE_LOD_STEPS
#define UNITY_SPECCUBE_LOD_STEPS (6)
#endif

half perceptualRoughnessToMipmapLevel(half perceptualRoughness)
{
    return perceptualRoughness * UNITY_SPECCUBE_LOD_STEPS; 
}

half3 Unity_GlossyEnvironment (UNITY_ARGS_TEXCUBE(tex), half4 hdr, Unity_GlossyEnvironmentData glossIn)
{
    half perceptualRoughness = glossIn.roughness /* perceptualRoughness */ ;
    perceptualRoughness = perceptualRoughness*(1.7 - 0.7*perceptualRoughness); 

    half mip = perceptualRoughnessToMipmapLevel(perceptualRoughness);
    half3 R = glossIn.reflUVW;
    half4 rgbm = UNITY_SAMPLE_TEXCUBE_LOD(tex, R, mip);

    return DecodeHDR(rgbm, hdr);
}

如果我们把光滑度再降低到0.7,反射的人物颜色几乎已经看不见了,如下图:

image

之前写过一个 屏幕空间反射的材质插件,同样是0.7的光滑度,通过多条反射射线采样平均,反射颜色的细节可以得到更多保留,如下图:

image

不过以上纯属广告,与本文无关。

个人主页

本文的个人主页链接:https://baddogzz.github.io/2020/04/22/Probe-Reflection/

好了,拜拜!

相关文章

  • 关于反射探头的实时反射

    用反射探头实现镜面反射 之前看到过一个日本人写的文章,关于如何使用Unity的反射探头来实现地板的镜面反射效果。 ...

  • Reflection Probe

      Reflection Probe,反射探头,用于控制场景中光线的反射信息。   我们通常的光照的反射信息,在L...

  • 体积的使用 后处理 反射与折射

    简介: 面对场景中的镜面物体,我们经常需要使用反射效果,天空盒反射,反射探头是制作反射的一种方式,我们这里介绍基于...

  • 光照系统之反射探头

    1、什么是反射探头 用于捕获周围环境的光反射信息,捕获的图像将被存储为Cubemap和能在游戏对象上使用的反射材质...

  • 灯光的烘焙四 灯光探头与反射探头

    简介:最后和烘焙相关的一个大块就是灯光探头和反射探头。我们前面也讲了,烘焙后的物体使用的时固定的光线效果,所以烘焙...

  • 关于反射

    反射原理 “任何类的对象都是Class类的对象”! 在Java中,每个class都有一个相应的Class对象。也...

  • 关于反射

  • 关于反射

    Golang的反射reflect深入理解和示例 编程语言中反射的概念 在计算机科学领域,反射是指一类应用,它们能够...

  • 关于反射

    文章参考来源:https://www.cnblogs.com/wangshenhe/p/3256657.html ...

  • 关于反射

    1. 三种获取类对象的方式 三种获取类对象的方式,内存中一个类只会有一个class对象。 2.哪些类有Class ...

网友评论

      本文标题:关于反射探头的实时反射

      本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/wohgihtx.html