Unity|創(chuàng)作影視級畫質(zhì)內(nèi)容,這些實(shí)時(shí)光照概念你都Get了嗎?

來源: Unity官方平臺
作者:Unity
時(shí)間:2021-04-19
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Unity 先后推出的《Sherman》《異教徒》《Windup》等作品的質(zhì)量,都充分證明了實(shí)時(shí) 3D 創(chuàng)作平臺完全可以用于創(chuàng)作影院級品質(zhì)的內(nèi)容。不管是經(jīng)驗(yàn)豐富的 CG 光照專業(yè)人員還是初級 3D 美術(shù)師,都可以使用 Unity 為動畫項(xiàng)目創(chuàng)造豐富、細(xì)膩的光照。在大家正式開啟實(shí)時(shí)渲染學(xué)習(xí)之前,掌握常見的實(shí)時(shí)光照概念可以幫助你更順利地展開學(xué)習(xí)。本文將一一解讀這些概念,并引導(dǎo)你在 Unity 中完成一些常見的動畫光照配置,實(shí)現(xiàn)的影院級畫質(zhì)。

Unity 先后推出的《Sherman》《異教徒》《Windup》等作品的質(zhì)量,都充分證明了實(shí)時(shí) 3D 創(chuàng)作平臺完全可以用于創(chuàng)作影院級品質(zhì)的內(nèi)容。

不管是經(jīng)驗(yàn)豐富的 CG 光照專業(yè)人員還是初級 3D 美術(shù)師,都可以使用 Unity 為動畫項(xiàng)目創(chuàng)造豐富、細(xì)膩的光照。在大家正式開啟實(shí)時(shí)渲染學(xué)習(xí)之前,掌握常見的實(shí)時(shí)光照概念可以幫助你更順利地展開學(xué)習(xí)。本文將一一解讀這些概念,并引導(dǎo)你在 Unity 中完成一些常見的動畫光照配置,實(shí)現(xiàn)的影院級畫質(zhì)。

文末還有超實(shí)用的“實(shí)時(shí)光照詞匯大匯總”,歡迎大家參考學(xué)習(xí)。

動畫短片《Sherman》中的鏡頭

創(chuàng)作 Tips

以下是可以幫助你在使用 Unity 時(shí),讓創(chuàng)作流程更順暢的四種方法。

01  首先選定渲染管線

不同管線的操作也不一樣,如果在項(xiàng)目中切換到不同的管線,之前的操作可能會完全不適用。選擇管線的標(biāo)準(zhǔn)因項(xiàng)目而異。如果想要實(shí)現(xiàn)最高的影院級畫質(zhì),推薦使用 Unity 高清渲染管線(HDRP),本文以下的講解,也是以 HDRP 為例。

02  使用體積(Volumes)組織工作

在 HDRP 中,許多渲染和后期處理屬性是由體積框架驅(qū)動的(并存儲在體積的相關(guān)配置文件中)。你的設(shè)置實(shí)際上將按照創(chuàng)建和添加圖形特征的體積類別進(jìn)行組織,從而驅(qū)動從世界中給定位置查看的整個(gè)渲染的參數(shù)。你為每個(gè)體積指定優(yōu)先級和權(quán)重值,它們決定了體積在屏幕圖像渲染中的處理方式,使得體積對于完善按不同規(guī)模(全局、局部或每個(gè)鏡頭)處理場景的工作流程大有幫助。

此外,體積非常適合進(jìn)行實(shí)驗(yàn):你可以復(fù)制體積配置文件資源,嘗試各種配置,并且隨時(shí)可以輕松恢復(fù)為原始體積。

03  協(xié)作開發(fā)

使用 Unity 進(jìn)行實(shí)時(shí)制作的一個(gè)最重要的優(yōu)勢是:負(fù)責(zé)處理同一場景中的不同部分的多個(gè)人員可以同時(shí)工作,而不必等待前一個(gè)任務(wù)完成。

04  使用預(yù)制件節(jié)省時(shí)間

預(yù)制件可以對需要多次重復(fù)使用的對象進(jìn)行分組。借助預(yù)制件,你可以修改組中的對象并讓所有實(shí)例都自動更新,同時(shí),還可以有選擇地輕松恢復(fù)所做的任何演變,或?qū)⑵鋺?yīng)用到原始預(yù)制件并即時(shí)傳送更改。僅此一項(xiàng)就可節(jié)省數(shù)小時(shí)的鏡頭處理時(shí)間。

現(xiàn)在我們來介紹在 Unity 中如何運(yùn)用以下常見原理實(shí)現(xiàn)光照:全局光照、反射和直接光照。

概況:全局光照

在離線渲染器中,一般要通過代價(jià)很大的路徑追蹤來實(shí)現(xiàn)光散射。為了在實(shí)時(shí)渲染中實(shí)現(xiàn)類似的效果,引擎會通過構(gòu)建近似值、對場景中的靜態(tài)元素執(zhí)行初始光反射(即全局光照)來模擬這種效果。

Unity 的烘焙全局光照系統(tǒng)通過以下方式來優(yōu)化光照:對于靜態(tài)對象,將間接漫射光照的計(jì)算結(jié)果存儲到光照貼圖中,對于動態(tài)對象,則存儲到光照探針中,然后將所有間接鏡面反射光照的計(jì)算結(jié)果存儲到反射探針中。這樣一來,你就可以在烘焙間接(Baked Indirect)光照模式下以較低的分辨率簡化光照計(jì)算,以此縮短烘焙時(shí)間,同時(shí)保持逐鏡頭進(jìn)行定向小范圍修正的靈活性。

01  光照貼圖(Lightmapping)

光照貼圖是一種表面緩存形式。在這種形式下,虛擬場景中的表面光照是預(yù)先計(jì)算的,并存儲在紋理貼圖中供以后使用。大多數(shù)傳統(tǒng)的 DCC 軟件都有光照貼圖生成工具,因此大家對這個(gè)概念應(yīng)該都很熟悉了。

在 Unity 中,光照貼圖是渲染引擎的一個(gè)組成部分,直接影響任何給定場景中的光照質(zhì)量 — 從陰影平滑度到明暗區(qū)域的混合。借助光照貼圖,你將配置獲取光照信息所需的光照樣本數(shù)量以及貼圖本身的分辨率。

烘焙(間接漫射)光照貼圖的視圖

02  光照探針(Light Probes)

間隔一米的光照探針陣列

建立環(huán)境光照和光照貼圖設(shè)置后,可以使用光照探針組或陣列照亮其他道具和動態(tài)對象。此處的場景在內(nèi)院中使用了一個(gè)探針陣列,探針間隔一米,緊貼墻壁(并確保沒有探針伸入任何對象內(nèi)部)。

你可以使用多組光照探針進(jìn)行試驗(yàn),看看它們對效果有何影響。通過使用光照探針代理體,較大的對象(例如草坪斑塊)會因?yàn)楦?xì)的探針光照而受益。在這種情況下,一個(gè)對象可以被許多局部探針樣本照亮,而不是單一結(jié)果。

03  環(huán)境光遮擋(Ambient Occlusion)

屏幕空間環(huán)境光遮擋(SSAO)

你已經(jīng)了解了如何生成出色的局部環(huán)境光。下一個(gè)概念是環(huán)境光遮擋。環(huán)境光遮擋用于使緊鄰折痕線、孔洞、相交和平行表面的地方變暗。在現(xiàn)實(shí)世界中,這些區(qū)域往往會阻隔或遮擋環(huán)境光,因此會顯得更暗。你可以使用自己喜歡的 DCC 工具為某些對象制作環(huán)境光遮擋貼圖(例如狗屋內(nèi)或浣熊的嘴里)。

接下來,為了將所有元素“粘合”在一起,可以使用一種名為屏幕空間環(huán)境光遮擋(SSAO) 的后期處理效果。這可避免因多個(gè)重疊對象具有各自的光遮擋設(shè)置而造成過度遮擋,從而提供遠(yuǎn)超在光照貼圖中設(shè)置環(huán)境光遮擋的結(jié)果。

選擇光照模式并添加光照探針后,接下來引入間接鏡面反射光照,也就是反射。

基于對象的烘焙環(huán)境光遮擋

反射:高頻間接光照

01  實(shí)時(shí)反射(Real-time Reflections)

最耗費(fèi)處理器計(jì)算能力的屬性是實(shí)時(shí)反射。實(shí)時(shí)反射會導(dǎo)致幀率嚴(yán)重下降,給在編輯器中的工作造成困難,因此要仔細(xì)規(guī)劃。

間接鏡面反射光照(左)、環(huán)境反射和烘焙反射相結(jié)合(右)

02  平面反射(Planar Reflections)

平面反射效果示例

平面反射就是鏡面。它們非常適合平坦表面,但也可以用于更復(fù)雜的情況,例如浣熊和充氣之間的部分。

反射越復(fù)雜,成本越高昂 — 不僅在內(nèi)存方面,它們還會增加渲染時(shí)間,因?yàn)殇秩緦⒁云矫娣瓷涞姆直媛蕡?zhí)行額外的時(shí)間。

03  實(shí)時(shí)反射探針(Real-time Reflection Probes)

一個(gè)將碗籠罩在其中的小型實(shí)時(shí)球形探針,展示即將破裂的充氣軟管

實(shí)時(shí)反射探針是另一類元素,可以有策略地放置,以顯示光源反射和遮擋的重要細(xì)節(jié)。反射探針的行為跟攝像機(jī)一樣:它們會捕獲周圍的景象并存儲起來,這樣當(dāng)視角發(fā)生變化時(shí),具有反射屬性的材質(zhì)就可以準(zhǔn)確地動態(tài)展示這種變化。與每個(gè)對象計(jì)算各自的反射紋理相比,在探針中捕獲多個(gè)對象的反射可以提高性能。

04  靜態(tài)(烘焙)反射(Static (baked) Reflections)

烘焙反射探針需要完全覆蓋該場景

根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn),首要原則是將捕獲點(diǎn)放置在捕獲攝像機(jī)影像的平均高度。如果仔細(xì)觀察,會發(fā)現(xiàn)某些反射探針是特定于陰影區(qū)域的。使用更多的局部反射探針可確保更高的間接反射精度。在這些情況下,它們將在不太開闊的區(qū)域提供更精確的天空遮擋。

實(shí)時(shí)直接光照

直接光照會在整個(gè)場景中投射出陰影

現(xiàn)在該放置實(shí)時(shí)直接光照了。在 HDRP 中,光照可達(dá)到物理級準(zhǔn)確度。直射光包含方向光和精準(zhǔn)光源兩大類別,具有以特定方式實(shí)時(shí)處理的兩種屬性:鏡面反射和陰影。下面是一些在 Unity 中對它們進(jìn)行配置的控件和設(shè)置。

01  控制直接鏡面反射光照(Direct Specular Lighting)

鏡面反射光照會模擬光源從其照亮的任何對象上得到的反射,它有一個(gè)非常重要的設(shè)置,其影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他設(shè)置:半徑。

半徑會影響鏡面高光的大小、漫射光照衰減以及烘焙陰影、光線追蹤陰影和 PCSS  陰影的柔和度。半徑會影響許多其他特性(及其效果),因此務(wù)必要留意每個(gè)光源的半徑設(shè)置,尤其在使用非常強(qiáng)的反射光時(shí)。

02  適度的陰影(Shadows)

陰影可以針對每個(gè)光源進(jìn)行控制,但代價(jià)高昂。Unity HDRP 的 Shadow Atlas 系統(tǒng)讓你可以同時(shí)擁有大量陰影投射光源。出于展示影院品質(zhì)光照的目的,示例場景使用了盡可能多的陰影圖集,但請記住,雖然大陰影圖集可以顯著提高質(zhì)量,但也會耗用更多的計(jì)算時(shí)間。使用更大的陰影圖集最終會使編輯器變得卡頓。而減小陰影圖集雖然可以提高性能,但也會減少可放入的陰影貼圖數(shù)量。

簡而言之,管理陰影質(zhì)量是一個(gè)復(fù)雜的過程,可以不斷對其進(jìn)行微調(diào)來達(dá)到性能與質(zhì)量的平衡。Unity 中有很多可以實(shí)時(shí)調(diào)整的參數(shù),而且有一個(gè)非常好用的調(diào)試模式,可幫助你逐步找到適合場景的最佳選擇。

例如,為了在示例項(xiàng)目中獲得特定的畫面效果,所使用的每個(gè)光源都投射了陰影。這也是此處不建議使用區(qū)域光源的原因。但其他項(xiàng)目就不一定了。例如,你可以使用補(bǔ)充光照進(jìn)行不投射陰影的光照調(diào)整。試驗(yàn)各種不同的設(shè)置,你就能找到竅門。

 方向光(Directional Light)

HDRP 方向光使用級聯(lián)陰影貼圖(CSM)。

陰影級聯(lián)有助于解決所謂透視鋸齒(Perspective Aliasing)的問題,在這種問題中,方向光產(chǎn)生的實(shí)時(shí)陰影在靠近攝像機(jī)時(shí)會出現(xiàn)像素化。使用的級聯(lián)越多,透視鋸齒對陰影的影響就越小。

這自然會增加渲染開銷,但仍然低于在整個(gè)陰影中使用高分辨率貼圖的情況。

調(diào)整百分比接近軟陰影 (PCSS) 可改變光源的半影或外側(cè)陰影區(qū)域

 接觸陰影(Contact Shadows)

接觸陰影是光線在深度緩沖區(qū)內(nèi)的屏幕空間中行進(jìn)造成的陰影。使用接觸陰影的目的是捕獲常規(guī)陰影貼圖無法捕獲的小細(xì)節(jié)。

它們沒有經(jīng)過過濾,這意味著它們在模糊的陰影上會顯得非常刺眼,并留下點(diǎn)狀瑕疵。但在 Unity 中,你可以使用 Accumulation Motion 模糊來過濾它們(通過使用非常低/顆粒狀的設(shè)置來讓這些噪點(diǎn)累積起來)。

03  掌握體積光照(Volumetric Lighting)

當(dāng)需要在場景中創(chuàng)造深度時(shí),大氣效果將是你的實(shí)時(shí)制作資源中的重要工具。HDRP高質(zhì)量的體積光效提供了一個(gè)可靠的解決方案。

可以在每個(gè)光源的檢視面板中啟用體積光效,并在體積視覺環(huán)境的霧組件(Fog Component)中使用體積霧(Volumetric Fog)。該效果可逼真地模擬場景中透過元素散射的微妙光芒和光束。你可以通過霧體積重寫(Fog Volume Override)的高級選項(xiàng)來最大限度提高效果的質(zhì)量。

為了獲得最佳的局部效果,可以使用逐鏡頭放置的密度體積(Density Volumes)完全控制其外觀,就像在示例項(xiàng)目中那樣;或者,也可以將它們放置在場景中的關(guān)鍵位置(針對所有鏡頭,只需放置一次)。這些體積還可以利用 3D 紋理實(shí)現(xiàn)局部密度的變化。

使用體積光照效果營造深度

04  光源層(Light Layers)

向眼睛添加專門的眼神光

在 HDRP 中,可以將實(shí)體分配到特定的光源層。這項(xiàng)技術(shù)有很多用途,例如,通過手動添加眼神光讓浣熊的眼睛看起來更加鮮活有趣。你可以通過光源層管理任何不可預(yù)見的鏡面高光,例如用于填充光照和邊緣光照的多個(gè)精準(zhǔn)光源造成的高光。此外,也可以使用它們來防止精準(zhǔn)光源對水效果產(chǎn)生干擾。

設(shè)置場景、放置光源并使用所需的光照效果處理對象后,就可以逐鏡頭將整個(gè)序列連接起來。

添加動畫

01  Unity 時(shí)間軸(The Unity Timeline)

你可以將時(shí)間軸看作是協(xié)調(diào)和組織每個(gè)鏡頭的管理中心:從攝像機(jī)到音頻,再到光源移動和動畫。這是排序器,你對場景所做的一切工作(照亮的對象、放置到場景中的所有資源和光源)都將在此變成現(xiàn)實(shí)。

如果曾經(jīng)使用媒體編輯器剪切和拼接視頻和音頻剪輯,那么肯定會對 Unity Timeline 感到熟悉。在這里,你可以編排、重新排列和確定場景中每個(gè)組件在每個(gè)鏡頭中的動畫處理時(shí)間。

為了優(yōu)化場景動畫以方便實(shí)時(shí)制作,你可以使用激活軌道來確定對象在場景中處于激活還是非激活狀態(tài)。這樣可以更輕松地管理專用于鏡頭的資源組,而不必逐個(gè)鏡頭對光照裝置的所有組件進(jìn)行動畫處理。

Unity 時(shí)間軸

02  預(yù)制件(Prefabs)

如果使用時(shí)間軸(Timeline)對場景進(jìn)行動畫處理,你就會開始使用預(yù)制件。預(yù)制件是 Unity 專門的模板,用于對需要多次重復(fù)使用的對象進(jìn)行的分組處理。

Unity 還支持嵌套預(yù)制件。該設(shè)置是快速迭代光照裝置的完美工具。例如,這是一個(gè)示例動畫樣本的光照預(yù)制件結(jié)構(gòu)。你可以看到由激活軌道驅(qū)動的逐鏡頭結(jié)構(gòu)。因?yàn)閮H顯示拍攝過程中存在的光照對象,所以所有其他對象都隱藏了起來。

使用預(yù)制件的一大好處是,在場景中實(shí)例化對象后,你不必在源代碼控制中讓該場景保持簽出狀態(tài)就可以繼續(xù)進(jìn)行光照處理。這意味著團(tuán)隊(duì)的其他成員可以同時(shí)對該場景進(jìn)行處理。

后期處理

在 Unity 中,后期處理是在生成最終渲染前基于現(xiàn)有渲染場景應(yīng)用的一系列渲染效果。這意味著你可以即時(shí)獲得所選效果的視覺反饋,而不必添加后續(xù)完成步驟,因此可在不改變現(xiàn)有內(nèi)容的情況下大幅改善場景。

顏色分級前/后的 Sherman

在任何制作過程中,尤其是在電影項(xiàng)目中,顏色分級(Color grading)是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。在 Unity 中,只需進(jìn)行簡單設(shè)置,就可以獲得令人印象深刻的效果。下面列出了一些調(diào)整設(shè)置。

01  色調(diào)映射(Tonemapping)

因?yàn)檎麄€(gè)渲染過程是在 HDR 線性空間中進(jìn)行的,所以將最終的圖像值重新映射到適合在屏幕上顯示的范圍內(nèi)至關(guān)重要。該項(xiàng)目設(shè)置為使用學(xué)院色彩編碼系統(tǒng)(ACES)色調(diào)映射器和顏色空間進(jìn)行分級。它可為你提供具有強(qiáng)烈暗色調(diào)的高對比度圖像。為了實(shí)現(xiàn)示例項(xiàng)目中令人振奮的調(diào)色板,可以嘗試對伽瑪進(jìn)行調(diào)整 - 這是一個(gè)非常重要的參數(shù),大多數(shù)采用這種色調(diào)映射樣式的電影都是這樣做的。

02  陰影、中間調(diào)、高光(Shadows, Midtones, Highlights) 

Unity 平臺將高度可控的軌跡球融入到了 UI 中。如果你以前從事過光照方面的工作,肯定對軌跡球控制非常熟悉 — 它們很容易操作,深受光照專家的歡迎。

03  顏色曲線(Color Curves)

雖然一次只能顯示一條,但有很多分級曲線可供選擇。該項(xiàng)目使用了“Hue vs Sat”、“Satvs Sat”和“Lum vs Sat”。

04  景深(Depth of Field)

景深(DoF)不僅僅是快速鏡頭的副產(chǎn)品,也是推動故事焦點(diǎn)的重要工具。動畫場景中圖像的移動速度很快,因此必須小心地引導(dǎo)人們的注意力。Unity 中的 Cinemachine 虛擬攝像機(jī)工具還有一個(gè)非常有用的選項(xiàng),可以追蹤場景中的焦點(diǎn)。

05  漸暈(Vignette

漸暈是一種強(qiáng)大的效果,但很容易被過度使用。它能夠模仿通過鏡頭拍攝時(shí)的瑕疵,在視覺上表現(xiàn)為鏡框角落處的光線損失。為了增加真實(shí)感,該效果應(yīng)始終使用圓形。

06  泛光(Bloom)

泛光是因強(qiáng)光滲入攝像機(jī)傳感器或臟污鏡頭造成的美麗瑕疵。你可以在 Unity 中模擬這種效果,但是,和許多其他效果一樣,微妙的細(xì)節(jié)至關(guān)重要,因此應(yīng)適度使用這項(xiàng)技術(shù)。

07  抖動(Dithering)

這是一種攝像機(jī)效果,旨在消除在輸出到 8 位顯示器時(shí)輕微漸變上的條紋問題。

實(shí)時(shí)光照詞匯大匯總

激活軌道(Activation Track):Unity Timeline Editor 中的軌道,包含剪輯中的動畫。用于將單個(gè)動畫添加到 Timeline 中,在序列中的指定位置播放或激活。

相較于逐個(gè)鏡頭對光照裝置的所有組件進(jìn)行動畫處理,統(tǒng)一管理和激活一個(gè)鏡頭中的資源組會更容易一些。

環(huán)境光遮擋貼圖(Ambient Occlusion Map):灰度圖像,當(dāng)應(yīng)用于表面時(shí),指明應(yīng)遮擋(阻隔)環(huán)境光以讓其顯得更暗的區(qū)域。用于模擬相鄰的折痕線、孔洞和表面中出現(xiàn)的柔和陰影。

它可以通過近似計(jì)算應(yīng)投射在這些較暗細(xì)節(jié)表面上的環(huán)境光量,來增加光照的真實(shí)感。

烘焙全局光照(Baked Global Illumination,GI):烘焙成稱為光照貼圖的紋理以及光照探針的光照。用于在預(yù)計(jì)算過程中(而不是在 Unity 中)離線生成傳統(tǒng)的光照貼圖紋理時(shí)。

由于這些資源不是在渲染時(shí)進(jìn)行計(jì)算,即使使用保真度極高的紋理也能實(shí)現(xiàn)更好的性能。

眼神光(Catchlight):當(dāng)對象眼睛反射光源時(shí),眼睛里出現(xiàn)的明亮亮點(diǎn)。用于每當(dāng)角色被可用的光(包括天空、窗戶或其他可用的光源)照亮?xí)r。

眼神光可以增加真實(shí)感,使角色顯得活靈活現(xiàn),或創(chuàng)造出一種戲劇性的效果(例如揭示有角色隱藏在暗處或陰影中)。

Cinemachine:Unity 的智能化無編碼攝像機(jī)套件,讓美術(shù)師可以實(shí)時(shí)調(diào)整、迭代、試驗(yàn)和創(chuàng)建攝像機(jī)行為。用于在動畫設(shè)置過程中,確定場景中的目標(biāo)和焦點(diǎn)時(shí),或是否使用移動臺車并像物理攝像機(jī)一樣進(jìn)行跟蹤。

Cinemachine 的虛擬攝像機(jī)讓你可以實(shí)時(shí)迭代新想法,而不必費(fèi)時(shí)費(fèi)力開發(fā)攝像機(jī)邏輯(或浪費(fèi)渲染時(shí)間)。

全局光照(Global Illumination,GI):對直接和間接光照進(jìn)行建模以提供逼真光照效果的一組技術(shù)。用于在場景中生成間接光照,主要作為直接光照的函數(shù)。

GI 能夠給場景帶來更加真實(shí)、平衡和連貫的畫面質(zhì)感,與局部光照在各個(gè)對象上產(chǎn)生的效果相比,它需要的工作更少,效果也更真實(shí)。

高清渲染管線(High Definition Render Pipeline,HDRP):HDRP 是 Unity 預(yù)先構(gòu)建的可編程管線,用于使用基于物理學(xué)的光照和高級視覺效果來創(chuàng)作影院品質(zhì)的項(xiàng)目。用于當(dāng)你為需要使用高端硬件來呈現(xiàn)逼真視覺效果的項(xiàng)目進(jìn)行高級渲染和著色時(shí)。

Unity 中的 HDRP 讓動畫工作室能夠在其作品中實(shí)現(xiàn)圖形保真度和視覺真實(shí)感。

光源層(Light Layers):將光源分配到不同的層并分別進(jìn)行配置的功能??梢允雇粓鼍爸械膶ο蟾鶕?jù)需求僅對某些獨(dú)特的光源做出反應(yīng)。

讓你能夠微調(diào)光源及不同對象對于光源的反應(yīng),從而營造高端的細(xì)節(jié)和效果。

光照探針(Light Probes):光照探針是場景中測量(探測)光線的位置點(diǎn),用于在渲染過程中為動態(tài)場景對象提供間接光照值。可用在對象之間,也就是光線穿過場景中空隙的區(qū)域。

光照探針是為場景中的移動對象提供高質(zhì)量光照(包括間接反射光)的重要工具。

光照貼圖(Lightmaps):一種預(yù)渲染紋理(覆蓋在場景幾何體的頂部),包含光源對場景中靜態(tài)對象產(chǎn)生的效果。當(dāng)使用 Unity 的烘焙全局光照系統(tǒng)提供逼真的光照效果時(shí)使用。

光照貼圖使得大部分光照可以完全預(yù)先計(jì)算,從而避免實(shí)時(shí)性能受到影響。

Lightmapper:Unity 的基礎(chǔ)系統(tǒng),它通過發(fā)射光線、計(jì)算光線反射并將產(chǎn)生的光線應(yīng)用到紋理來生成光照貼圖和光照探針的數(shù)據(jù)。僅用于當(dāng)表面由面積和角度誤差較小的非重疊 UV 組成且圖表之間有足夠的填充時(shí)。

不同的 Lightmapper 通常會產(chǎn)生不同的光照畫面質(zhì)感,因?yàn)樗鼈兛赡芤蕾嚥煌募夹g(shù)來生成光照數(shù)據(jù)。

多場景編輯(Multi-scene Editing):Unity 編輯器的一項(xiàng)功能,可同時(shí)在編輯器中打開多個(gè)場景,讓多人能夠通過無縫的工作流程在一個(gè)場景中同時(shí)進(jìn)行協(xié)作。用于當(dāng)配置影響多個(gè)場景的設(shè)置時(shí),或當(dāng)有多人(例如光照美術(shù)師和環(huán)境美術(shù)師)需要修改場景時(shí)。

當(dāng)多名美術(shù)師需要同時(shí)訪問同一場景時(shí),實(shí)時(shí)協(xié)作是節(jié)省時(shí)間的重要方法。

物理級準(zhǔn)確度(Physically Accurate):在 Unity 中,坎德拉(candela)、流明(lumen)、勒克斯(lux)和 EV 等物理光單位(PLU)的控制方式與真實(shí)的攝影光照相同。用于你想要模擬真實(shí)的光測量,就像在燈泡包裝或攝影測光表上看到的單位一樣。

能夠?qū)崿F(xiàn)高度逼真的效果是 HDRP 的一個(gè)主要原則,其中包括物理級準(zhǔn)確度的光照、材質(zhì)和攝像機(jī)交互。

預(yù)制件(Prefabs):一種 Unity 工作流程系統(tǒng),讓你可以創(chuàng)建、配置和存儲對象的屬性,將其用作可重復(fù)使用的資源。每當(dāng)你需要在場景中的多個(gè)位置或項(xiàng)目的多個(gè)場景中重復(fù)使用某個(gè)對象的配置時(shí)(這可避免每次都重新創(chuàng)建新的對象),都可以使用。

通過對資源設(shè)置的單一實(shí)例的復(fù)制、修改、試驗(yàn)和即時(shí)傳送更改,節(jié)省大量鏡頭處理時(shí)間。

精準(zhǔn)光源(Punctual Lights):如果從單個(gè)點(diǎn)發(fā)光,則認(rèn)為是精準(zhǔn)光源。每當(dāng)你放置聚光燈或點(diǎn)光源時(shí),使用的就是精準(zhǔn)光源。

可用于創(chuàng)建不需要在場景中具備嚴(yán)格物理精確性的針對性強(qiáng)、極為獨(dú)特的光照效果。

光線追蹤(Ray Marching):一種先進(jìn)的光線追蹤算法,該算法不僅計(jì)算光線與實(shí)體表面相交的位置,還將在光線穿過空間時(shí)對其進(jìn)行采樣和修改。當(dāng)場景中包含接觸陰影以捕獲常規(guī)陰影貼圖算法無法實(shí)現(xiàn)的小細(xì)節(jié)時(shí)使用。

對于在光線難以找到實(shí)體表面的渲染很有用,因?yàn)樗軌蝻@示陰影中的較小細(xì)節(jié)。

反射探針(Reflection Probes):反射探針可捕獲周圍環(huán)境的景象并存儲起來,然后將結(jié)果用于對象以產(chǎn)生其周圍環(huán)境的精確反射。幫助場景中的對象創(chuàng)建準(zhǔn)確的反射材質(zhì)和逼真的反應(yīng)性視覺效果。

微妙而準(zhǔn)確的反射,與對覆蓋區(qū)域和細(xì)節(jié)的控制保持平衡,在不影響性能的情況下最大限度提高場景的可信度。

反射探針捕獲點(diǎn)(Reflection Probe Capture Point):反射探針相對于其鏡像場景的位置。用于在布局中放置反射探針和設(shè)置局部及世界屬性時(shí)。

確保反射角度和位置描繪出精準(zhǔn)的景象。

陰影級聯(lián)(Shadow Cascades):將陰影貼圖按距離攝像機(jī)的遠(yuǎn)近分割成多個(gè)區(qū)域,以減少近處陰影的像素化。當(dāng)你使用覆蓋場景大部分區(qū)域的方向光,導(dǎo)致近處的陰影像素出現(xiàn)可見鋸齒時(shí)使用。

與在整個(gè)陰影中使用高分辨率貼圖相比,使用級聯(lián)管理陰影對性能的影響較小。

可編程渲染管線(Scriptable Render Pipeline,SRP):可編程渲染管線讓你能夠通過 C# 腳本控制渲染,從而獲得高度的自定義靈活性。Unity 中有兩個(gè)預(yù)先構(gòu)建的系統(tǒng):高清渲染管線 (HDRP) 和通用渲染管線 (URP),它們可以根據(jù)目標(biāo)平臺定制渲染過程,使項(xiàng)目能夠針對特定硬件進(jìn)行優(yōu)化。

HDRP 可為項(xiàng)目提供影院品質(zhì)的圖形,特別是針對高端硬件的高保真視覺效果。

在不需要影院級保真度,但又希望獲得比內(nèi)置渲染管線更高的靈活性和擴(kuò)展性,并在廣泛的用例中獲得高質(zhì)量圖形時(shí),推薦使用URP。

從一開始就選好渲染管線,你不必編寫代碼就能以可視化的方式創(chuàng)建和編輯復(fù)雜的管線工具。

體積框架(Volume Framework):體積框架的作用是讓你能夠?qū)鼍皠澐譃槿只蚓植繀^(qū)域,從而更精細(xì)地控制光照和效果,而不必調(diào)整整個(gè)場景。它可以根據(jù)需要為場景添加任意數(shù)量的體積,創(chuàng)建不同的空間,然后單獨(dú)為它們設(shè)置光照以獲得逼真的效果。

讓你可以對環(huán)境設(shè)置進(jìn)行精細(xì)的逐場景控制(例如霧顏色和密度),從而在計(jì)算最終渲染時(shí)更改場景的氛圍。

體積光效(Volumetrics):一種光照效果,可讓觀看者看到穿過環(huán)境的似有形體或深度的光線。當(dāng)你想要在場景中添加大氣霧的畫面質(zhì)感時(shí)使用。

提供光線與霧相互作用的逼真模擬,以符合物理學(xué)的方式渲染輝光和光束,但可能會嚴(yán)重影響性能。

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