Unity学习笔记 Vol.107 Unity 实时光追（十一）- 应用光追功能到现有HDRP项目中
记笔记
通过前面的10个节，我们一起系统的学习了，如何使用unit HDRP中提供的各种光追功能，让它们为场景添加更多的细节，这些光追功能包括环境光遮蔽、屏幕空间反射、屏幕空间全局光、屏幕空间阴影、次表面散射、递归式渲染等
在这节中，我将会使用来自Unity资源商店的ArchVizPro系列场景模型为大家演示，如何为一个基于HDRP高清渲染管线的场景，增加更多的光追细节，比如让物体表面呈现更精确的反射。
这里需要声明一点，我并不是鼓励大家去购买这些模型，我使用ArchVizPro的目的是想让大家知道，即使在一个像ArchVizPro这么高质量的实时渲染场景中，如果使用光追功能，还可以为它带来很大的画面细节提升。
如果大家没有这个场景的话也没有关系，我在这里讲内容，完全可以应用到其他任何HDRP项目中去。
我们先来了解一下这个ArchVizPro的HDRP场景，首先打开HDRP Render Pipeline wizard窗口。我们可以看到，当前项目的设置是针对普通HDRP的，稍后我们会在这里切换到HDRP + DXR设置，让项目支持光追功能。
在Hierarchy层级窗口展开3D Light里面包含了场景中的部分光源和Light Probe光照探针，这里有部分光源被设置成了实时的，也有设置为纯烘焙的。
我们知道，纯烘焙所得的光照信息会被保存在光照贴图中。
在运行时，这些参与烘焙的光源其实是不起作用的，而设置成Realty实时类型的光源，则只能为场景提供直接光照信息，无法提供间接光照，当前场景中的另外一些光源则与模型关联在了一起。
我们可以通过Window => Rendering菜单中的Light Explore窗口找到场景中的所有光源
以及其他相关的物体，比如Reflection Probes， Volume，Light Probes等。
接着我们展开3D Reflection，这里面包含了所有的反射探针，这些反射探针为场景提供了，基于Cubemap立方体贴图的反射效果，虽然效果不错，但是并不精确。
最后我们看一下3d HDRP下的Volume设置，Scene Setting是一个全局模式的Volume里面的设置可以影响整个场景，这里也有全局模式的后处理Volume，以及针对场景中不同部分的
后处理Volume。
之后，我们将会创建跟光追功能相关的Volume，当然你也可以把光追功能添加到新Settings，这个Volume中，我们单独放是为了便于管理这些光追设置。
接着我们要为这个场景设置光追功能，首先我们要在HDRP配置界面把普通HDRP转换成HDRP + DXR
然后我们要通过HDRP配置文件界面，启用相关的光追功能
比如RayTracing、屏幕空间反射、屏幕空间全局光照、屏幕空间阴影等
接着通过HDRP，默认设置界面中的默认帧设置界面，启用相关的光追功能。
然后，检查Scene窗口中的摄像机是否开启了 TAA
并检查是否开启了always refresh选项，上述步骤在第2个节中，曾有过详细的讲解，这里不再赘述。
接着我们来检查当前项目中，需要参与光追计算的物体上的材质，确保这些材质启用了相关的光追功能，比如SSR/SSGI
透明物体上的SSR，Recursive Rendering 3S效果正确设置了Diffusion Profile。
这里请注意，我们可以选择性的为场景中的物体打开材质上的这些功能，如果某个物体无需参与，相关光追功能的计算，那我们就不要在材质上使用这些功能
最后我要在层级窗口的3D HDRP层级下创建一个Game object，命名为Ray Tracing Settings，然后在上面添加一个Volume组件，在这个Volume上，我们可以使用默认的Global全局模式，设置完毕。
我们现在可以在Volume上添加想要使用的光追功能了，第一个我要添加的是环境光遮蔽，我们可以看一下Volume上环境光遮蔽的参数，因为环境光遮蔽属于补充阴影的效果，所以我们一般不会把这里的Intensity强度数值设置的很大。
我们来看一下客厅中一些物体上的环境光遮蔽效果，比如在沙发边上的灯罩的内侧，树叶的下方，沙发侧边的下方。与光栅化算法相比，光追版本的环境光遮蔽可以为我们提供更好的遮蔽效果。
第2个我们要添加的是屏幕空间反射效果，当前场景中，已经在关键位置放置了球形反射探针和平面反射探针。
不过要为场景中多个镜子提供准确的反射信息，我们需要用到屏幕空间反射，光追版本的屏幕空间反射可以为这些镜子，提供非常精确的反射信息。
我们来看一下屏幕空间反射在Volume上的具体参数，目前我们使用的是Performance性能模式。
我们来看一下这面镜子中的反射，这是我们不使用屏幕空间反射时，仅仅依靠来自反射探针的反射信息所能达到的效果，可以看到，目前镜子中并没有对面放着的花盆，以及里面的植物，而且还显示了并不在镜子面前的茶几，这显然是不对的。
之所以在镜子中显示出了茶几，是因为镜子使用的反射探针，是位于客厅中央的反射探针
当我们启用了光追版本的屏幕空间反射效果以后，可以看到镜子中，准确的显示了对面的植物客厅里。
另外一个例子是茶几上的盘子和书，下面没有真实的反射信息
启用了光追版本的屏幕空间反射以后，书本和盆子，精确的反射在了玻璃桌面上。
我们再来看一下，浴室水龙头表面上的反射，其实对于这个水龙头表面来说，他并不需要参与屏幕空间反射的计算，因为水龙头比较旧，表面已经不再像新的水龙头那么光滑，除非你要给他特写镜头，否则用反射探针上的反射信息已经绰绰有余了。
因此，我们可以去水龙头的材质中把Receive SSR/SSGI选项进行禁用。
不过对于后面的镜子来说，只是使用反射探针上的反射信息，显然是不够的，你甚至都看不到镜子中的水龙头。
因此，我们可以把镜子材质上的SSR功能启用。
但是镜子中的水龙头和其他，反射的物体表面看上去很白，这个感觉很奇怪啊。
这时我们需要来看一下，当前场景中的Light Cluster的情况，如果大家已经忘记了Light Cluster是拿来做什么用的，可以回去看看之前Light Cluster相关的内容。
首先我们要为场景添加Light Cluster重载，然后在Debug窗口的Lighting界面，把FullScreen Debug mode设置为Light Cluster。
我们可以看到，目前的Light Cluster的设置是有问题的，整个Light Cluster的几乎都是红色的，这意味着，每个单元格中的光照数量，已经超过了我们在HDRP配置文件中的设置从而也导致了，刚才镜子中的水龙头和有些物体表面变成了白色。
为了解决这个问题，我们可以打开Project Settings界面，然后在Quality下面的HDRP设置界面，选择HD Render Pipeline Asset这个HDRP配置文件，然后在Lighting设置的部分
找到Lights里面的Maximum Lights per Cell （Ray Tracing）参数，将这里的数值从8增加到15
然后再次在Debug中切换到Light Cluster的显示模式，可以看到只有部分地方还是红色。
我们回到Project Settings界面，将Maximum Lights per Cell （Ray Tracing）这个参数再次调整设置为20，然后打开Light Cluster的Debug显示模式，这次可以看到所有的单元格都是绿色的了。
切换回正常显示模式，可以看到镜子中的水龙头显示正常了。
我们也可以把SSR的重载参数，它的模式设置为Quality质量模式，这样我们就可以通过调高Simple Count的采样值和Bounce Count的反弹次数，来提高反射的质量，不过提高这两个参数，在获得更好效果的同时，我们是需要付出代价的，那就是帧率的降低，这是目前无法避免的一个问题。
不过对于制作竞争或者影视动画来说，这是可以忍受的，毕竟获得了更好的效果，但是按照目前的硬件条件对于游戏开发者来说就不那么友好了。
最后我们要在场景中，尝试使用屏幕空间全局光，在Volume上添加SSGI重载，然后我们到厨房看看，我们在厨房这个部分，看到地板上的地毯是黑色的，选中地毯材质，可以发现材质上没有打开Receive SSR SSGI选项
把它勾选启用以后，就可以获得正确的光追，屏幕空间反射和全局光了。
在之前的屏幕空间全局光章节中提到过，在使用默认光栅话版本的全局光时，HDRP 会把这些屏幕空间全局光信息，叠加在烘焙所得的光照贴图上。但是如果我们启用光追版本的全局光，HDRP就会禁用烘焙所得的光照贴图，这时场景中的全局光将会全部来自光追算法的屏幕空间全局光。
如果我们把模式设置为Performance性能模式，即使我们把质量设置为High，整个画面质量也没有提升多少。
我们可以切换到Quality质量模式，然后调整Simple Count产量值为2，Bounce Count的反弹次数为3，Clamp Value设置为最大值10，可用于提升画面的整体亮度。
稍微等一会，可以看到整个室内场景可以获得，类似光照烘焙所能获得的全局光。
不过帧率很低，这也是目前使用，屏幕空间全局光的一个问题，但是屏幕空间全局光也有烘焙所得的全局光所不具备的优势。
我们来看一下厨房两个朝外的窗户，他们上面各有一个面积光源，我们可以把一个光源的颜色改成红色，另一个改成蓝色
可以看到，在不启用光追版本的，屏幕空间全局光时，场景中没有带颜色的全局光，我们必须通过，光照烘焙才能获得这类全局光，但是因为光照烘焙只能针对静态物体，所以如果是针对动态物体，通常我们只能通过不那么精确的Light Probe光照探针来提供这些全局光信息。
现在有了光追版本的全局光照，我们可以看到整个场景马上获得了准确的带颜色的全局光
而且红色和蓝色的光会发生自然的混合。
这可以同时作用于动态和静态物体，我们一步到走廊，走廊两侧的墙上有6组灯，我们随便选择一组灯看一下设置，在这个灯下面有4个光源，两个用于纯光照烘焙的两个实时的，但是两个实时光源，目前设置成不影响漫反射，只影响高光
然后4个光源都设置成参与光追计算
不过目前用于纯光照烘焙的灯光，其实是不参与光追计算的，所以我们可以把它们都禁用
我们只需要实时光源参与光追计算即可，但是我们要打开Affect defuse影响漫反射这个选项，让光照影响漫反射。
启用光追版本的屏幕空间全局光
这样就可以看到走廊比之前亮了，我们再转到客厅，看一下屏幕空间全局光的效果。
我们可以看到通过屏幕空间全局光，我们可以获得近似于通过光照烘焙，所得到的全局光效果，只不过目前他的速度相对较慢，而且在低采样值的设置下，我们可以看到，墙上的跟物体上的噪点较多。
