unity灯光Lightmapping、LightProbes

1、为什么要用Lightmapping?

简单来说就是实时灯光计算十分耗时，随着光源越多，计算耗时会倍增。使用Lightmap模拟灯光带来的效果，便不用去计算灯光，会带来性能上的大大提升。

当然一个复杂的游戏场景不可能只用一个光源。如果要得到一个逼真的光照环境需要很多不同的灯光相互配合。我们知道灯光会消耗很大的资源。如果一个游戏我们打了很多盏灯。游戏就会运行缓慢。Unity3d给我们提供一种很好的方式来解决这个问题。就是讲灯光信息烘焙到物体表面。以贴图的形式进行存储，这样既保证了场景的效果，又节约了资源。

那么在游戏制作中这种灯光贴图是怎么得到的呢。现在一般用到两种方式

1：在3dmax等模型制作软件中对场景进行烘焙。将烘焙好的模型以及贴图导入到unity3d。

2：用unity3d自身的烘焙系统对场景进行烘焙。两者方式选择一个即可！都差不多！

既然两者都能达到差不多的效果，那么究竟他们之间有什么差别呢？

3dmax烘焙：

1、可以使用各种高级渲染器对模型进行烘焙，比如Vray。

2、可以烘焙像反射这样的效果。

3、因为光影是固定了，所以在引擎里面只能按照在3DMax里面的摆放，不然就会穿帮。所以模型贴图不能在各个不同场景通用。

unity的LightMapping烘焙：

1、设置的参数相对没有3DMax里面高级渲染器丰富。

2、只能烘焙光影的追踪效果，不能烘焙反射。

                      3、可以一个模型放在不同场景单独烘焙，模型可以通用。 

                      4、由于每个场景需要烘焙一组贴图，所以如果场景多了，也会增加贴图数量。

 

Unity内置的光照贴图烘培工具是Illuminate Labs 的Beast。烘培光照贴图流程被完美的整合到Unity中。这就意味着使用Beast可以根据你的网格物体，材质贴图和灯光属性的设置来烘培你的场景，从而得到完美的光照贴图。同时也意味着光照图将作为渲染引擎的一部分。只要你烘培一次光照贴图你就不需要其他任何操作。光照图将自动指定到物体上。

2、为什么要使用LightProbes?

因为场景中都是假光，只是把光影烘焙到贴图上面，所以并不会对周围的动态物体产生真正的光照效果。动态的物体或角色没有受光会很突兀，显得格格不入。若觉得没关系便不需要管了，想要角色也有这样的效果就需要用到LightProbes。

3、烘焙前展UV

无论哪种烘焙，你都需要对模型进行展UV操作，假如UV没有展，或者UV的范围超出了0-1的框，烘焙都是会出错的。

选中要烘培的模型，在Inspector面板勾选“Generate Lightmap UVs”，应用-Apply。读条完成后UV成功展开，模型面数越多展UV时间越长。

4、调整好灯光

聚光灯和点光源阴影是最昂贵的---最耗费资源的！

在这之前先对灯光几个参数进行说明

Cookie：这个纹理的阿尔法（alpha）通道作为一个遮罩，使光线在不同的地方有不同的亮度。（摄像机的渲染模式顶点模式Vertex Lit是不支持的！）

如果灯光是聚光灯或方向光,这必须是一个2D纹理。如果灯光是一个点光源，它必须是一个立方图（Cubemap）。

我们来设置一下平行光的Cookie，2D纹理图片为一张背景透明的星星图片如左图，设置好Cookie之后，场景如右所示

  

也就是说纹理透明的部分会显示为亮度暗的地方，其他颜色则为亮的地方！

有alpha通道的图片表示形式有两种：

一种就是向这个星星一样的，背景为透明的图片

另一种就是有alpha通道的，如下

他设为Cookie的表现效果如下：

要想知道一个图片，是否带aphla通道，最简单的方法就是把此纹理的Texture Type设为Sprite，如果有透明区域，即带alphla通道

 

在这分享一个photoshop制作带alpha通道的图片的方法

我们先看看带透明通道纹理的通道是什么样的

 

不带透明通道纹理的通道

选择 魔棒工具 → 点击图片 → 按住shitf键选择选取 如下：

然后 菜单栏下： 选择 → 存储区域  → 填写名称 → 确定

选择 → 取消选择

图片通道就会生成对应的alpha通道

 

应用于平行光的Cookie效果为

Cookie Size：缩放Cookie投影。只用于方向光。

size为1时                           size为10时

 

在场景内设置好灯光位置和光亮，并选择一种阴影模式。默认情况下只有平行光才能实时显示阴影，其它类型光照没有实时阴影。

其中软阴影（Soft Shadows）更为昂贵。（耗资源）不建议使用

其中分辨率Resolution有如下设置：

Use Quality Settings表示使用Edit → Project Settings → Quality 下对阴影的设置，如下面箭头所指的地方

也就是说不同的灯光可以使用不同的分辨率，分辨率越高，渲染出来的图片越精细，如下，第一张是原图，第二张是Low Resolution，第三张是Very High Resolution

当然了，根据项目需求，我们得自己根据效果和效率来权衡使用哪一个！

虽然平行光是可以实时显示阴影，但是这也是和摄像机Camera的渲染路径Rendering Path有关的

渲染路径请参考http://www.cnblogs.com/MrZivChu/p/RenderingPath.html

摄像机的渲染路径有四个选项，Use Player Settings表示渲染路径依照Edit → Project Settings → Player 下面的设置来渲染

也就是说不同的摄像机可以使用不同的渲染模式

当使用Vertex Lit顶点光照的时候，平行光是无法渲染出实时阴影的，只有设置为其他两项（Deferred Lighting延迟光照  Forward正向渲染）才可以显示出来！

如果不在乎实时阴影效果，为了获得最佳性能，使用VertexLit 着色。这个着色器（shader）只进行顶点光照，在低端卡提供高得多的吞吐量。

点光源、聚光源也想要实时阴影怎么办？

我们先为点光源和聚光源的Shadow Type设为Hard Shadows，他会提示你“Only directional lights have shadows inforward rendering”，此时我们只需把对应摄像机的渲染路径改为延迟光照 Deferred Lighting模式即可！只有延迟光照Deferred Lighting模式才能实时显示阴影，其他两种模式对于不是平行光的光源来说是不行的！

如果我们的摄像机的渲染模式应用的是Use Player Settings的话

那么我们打开PlayerSettings面板（Edit > Project Settings >  Player）。将Rendering Path 设置为延迟光照 Deferred Lighting，这时点光源的阴影也被显示出来了

或者也可以直接设置摄像机应用哪一个渲染模式

5、烘焙

http://game.ceeger.com/Manual/LightmappingInDepth.html

http://blog.sina.com.cn/s/blog_471132920101etyp.html#cmt_2435395

相关参数说明：

Mode:
(1)Dual Lightmap mode:近景烘焙图(near lightmaps)和远景烘焙图(far lightmaps)都会被烘焙，只有deferred rendering path支持该模式

选择这项，会多出这一项的设置：Use in forward rendering:一般可以忽略这个。针对Dual lightmaps的设定,只在Mode选的是Dual时才会出现。在forward rendering模式下是否激活      dual lightmaps,需要自己写对应的Shader。
(2)Single Lightmap mode:只有远景烘焙图(far lightmaps)会被烘焙
(3)Directional Lightmap mode：

Quality：
          High low 2个选项。决定采集射线的数量，对比界限，以及反锯齿等设置。

Bounces：
Global Illumination模拟中 light bounces的数量。0表示只有直接光照会被计算，如果要加入柔软的，真实的间接光照的话，则至少填1。

双通道后配出后不带影子，灯光需要保留。

单通道烘培后附带影子，可以不保留灯光。单通道烘培省资源。（适当的调节参数效果更好）

参考：http://unity.jb51.net/meigongsheji/shanweisheji/35.html

6、AreaLight

Area Light,俗称面灯。没有任何实时光照的效果，仅用于Light baking即烘焙。

Color：颜色
Intensity：强度,
Width：宽
Height：高
Scale缩放对光没有任何影响。主要是宽高调整面的区域大小。选中Arealight后，Arealight的区域会在Scene窗口中以黄线框显示，AreaLight的Z轴指向的方向即光照的方向。

用AreaLight烘焙室内灯光效果
(1)创建一个空场景
(2)创建Cube并缩放成扁平面后。复制Cube并旋转拼接搭建成一个敞口的盒子。
(3)再创建一个Cube拉伸成下图中的简易灯模型，并把Shader改为Self-Illumin/Diffuse。
(4)创建Arealight,并旋转使z轴朝下。之后调整Arealight的宽高，使AreaLight的框与灯符合。最后光的颜色选择黄色。
(5)点击烘焙