Unity学习笔记02渲染系统
渲染管线（Rendering Pipeline)
着色器（shader）：运行于GPU上面的代码，用于执行渲染过程中的具体计算。
就是渲染系统的工作模式
1.传统的Forward（正向）渲染。一般用于移动端游戏开发。
2.较新的Deferred（延迟）渲染。一般用于PC或是Consoles主机开发。
Forward渲染
每个物体受每个灯光的影响，都会在各自的pass中被渲染（每个物体可能会被渲染多次，次数取决于影响物体的光源数目）
优势是速度快，对于硬件要求低
缺陷是，对于光源较多的游戏，渲染效率将会受到影响
如果场景中光源数目可控，为一种快速解决方案
Deferred渲染
将着色和光照计算放到最后来进行（物体经过一次pass之后，表面位置，法线和材质信息渲染到geometry buffer（几何缓存）中，最后将这些纹理和光照pass进行合成）
好处是渲染开销（SetPass calls，在状态中可以查看该数值)取决于光照影响的像素数量，而非光源数量本身。
对于场景中的光源数并无限制，这对于某些游戏比较关键。
需要更强大的硬件支持,当前的手机平台并不支持。
实际操作
project setting-->Quality-->像素光源数量（Pixel Light Count):在这里调整场景中光源数量的限制，光源的影响范围是可以调整的
渲染路径在项目设置-->图形中进行更改
颜色空间
渲染的最终目的就是将屏幕像素填充特定的颜色
1.线性颜色空间（linear color space)
随着真实性更高的基于物理渲染（PBR）的而流行。
直接使用像素的本来颜色，不进行幂函数运算。
在线性空间的运算结果是准确的。
2.传统的伽马颜色空间（gamma color space)
人眼对暗色域的辨识度更强，
图片存储时，对图像中的每个像素做一次幂函数运算。
更多的暗部存储空间，牺牲掉了一些不重要的亮部存储空间。
在显示的时候，使用Gamma校正后，作指数运算，恢复像素颜色。
存在的问题：像素颜色其实不是原来的颜色，而是幂函数。使用幂函数进行光照等计算显然是不正确的，导致最终
的渲染结果有误。（对于追求更加物理精确的场合来说不适用）
在unity中，默认都是伽马颜色空间。在project setting -->player-->其他设置中进行修改。
在纹理属性中，有一个sRGB选项，默认是勾选的（即会做伽马矫正），一般情况下需要勾选，因为大部分图像处理软件使用的是伽马颜色空间。
摄像机
透视相机
类似于真实世界的相机，远小近大效果
正交相机
取消透视效果，适用于物体检视，特定类型游戏
摄像机属性
清除标志Clear Flags
：共有四个选项
1.默认选项，天空盒（skybox)
2.纯色（solid color），会把不渲染的位置（无物体的地方）渲染成指定的纯色
3.只渲染深度（Depth only）
4.Don't clear
投影Projection
有透视投影和平行投影，透视投影更接近人眼所熟悉的规则
视野Filed of Views
有宽角（广角），窄角（长焦）镜头
裁剪面Cilpping Planes
摄像机前面的横截面大小，有远近两个可以调整数值，物体不在此范围的在游戏视图中会被裁剪掉。
渲染路径Rendering path
在此处可以为摄像机设置特定的渲染路径。
灯光
点光源：最简单的光源，没有方向只有位置，照射半径，光强。（类似于灯泡）
聚光灯：模拟从无限小的点发出的光线，光线集中于指定的锥形区域或者特定方向的光束，有位置，光照半径，光锥角度，光强。（适合路灯，手电筒之类的）
平行光：用来模拟太阳光，照亮同一角度上的所有物体，亮度与对象和光源的距离无关。
面积光：是一种区域光，表现实际光源的发光尺寸。发光区域越大，光照越柔和，也更加真实。目前不支持实时面光源，需要预计算。
光源的强度（Intensity）属性可以影响其对场景的照亮程度。
剪影（Cookie）：给光照加一个遮罩，主要是用来实现一些简单的光照效果。
光源也支持类似于摄像机的快速对齐视图。
实时阴影
1.可以反映物体在三维空间中的位置关系
2.阴影可以反映接收体的形状
3.阴影可以表现出当前视点看不到的信息
4.通过阴影可以判断光源的数目
分为硬阴影和软阴影（在阴影的边缘能够产生模糊效果，更接近真实效果，但对资源的消耗更大），关于阴影在灯光和被照射的物体属性界面中都可进行调整。（还可以选择物体是否接收阴影）
材质（Material)
1.材质确定了物体表面应该如何被渲染
2.材质和纹理，着色器密切相关
3.可以调整各种参数信息来得到不同的渲染结果
着色器（Shader)
是小脚本程序，以光照和材质参数为输入，包含用于计算每个像素颜色的算法
纹理（Texture)
是图像，用来赋予物体表面更多细节，可以表示颜色，反射，粗糙度等细节
三者之间的关系
1.材质可以使用一个特定的着色器
2.着色器决定了材质中可用的选项或者参数
3.着色器还定义了所要使用的纹理
4.shader+texture=material
基于物理的着色（Physically Based Shading)：用来模仿真实世界中的光和材质的交互结果（基于物理的方式完成计算，非常真实），unity中已经内置。
一些属性
在project窗口中右键新建材质，在材质的属性窗口中，反射率（Albedo）选项可以选择纹理。
法线贴图（Normal Map）：影响物体表面的法线（法线会影响到很多东西）分布，一般选择与纹理对应的贴图。
当添加了法线贴图和高度贴图后，调整材质的平滑度(Smoothness)时，镜面反射效果变得更加明显了。
Rendering Mode (渲染模式)
1.Opaque，默认模式
2.Cutout，镂空渲染模式（此模式可以调整Alpha阈值，即不透明度）
3.Fade，用来模拟可以消隐掉的物体，比如魔法效果
4.Transparent，用来模拟玻璃的之类的透明效果
Emission（发射）：用来决定是否让材质自发光。
Tilling：当材质平铺到物体表面时的平铺的密度
offset（偏移）：纹理坐标的偏移
全局光照明系统（GI）
模拟真实世界中光照的多次反射效果。
目前只用于静态物体，需要进行预计算，有两种方式，一是烘焙GI，将场景中光的多次反射效果存储下来，二是实时GI，将所有可能的光照反射信息保存，光源可变。
限制条件：只能作用于静态物体（动态物体可以使用光照探针来近似全局光照效果），实时GI仍然会增加计算量，受限平台最好使用烘焙GI。
探针（Probe）
1.复杂的光照和反射需要进行预先计算，因此只能用于静态物体中。
2.使用探针可以将空间中的预计算信息保存。
3.动态物体使用附近的探针上的信息，使得动态物体也具备了类似静态物体的光照或反射效果
光照探针
用于全局光照明系统，探针保存光照信息
新建探针）在层级窗口右键-->light-->Light Probe Group
反射探针
用于保存空间中不同区域的反射信息，用来得到物体表面的反射效果
新建探针）在层级窗口右键-->light-->Reflection Probe
？？？
在反射探针的Box Projection属性勾选之后，渲染出现全局光照明的效果，之前不知是否成功，原因未知。
