MMD联动Unity学习笔记 Vol.6 天空盒
前言
Skybox（天空盒）是整个3D场景的一个包裹，它可以显示角色场景之外的世界。你可以使用天空盒来模拟无限的天空，山脉，海洋等等。在Unity里面可以轻松实现效果很赞的天空盒效果。这回我们共同学习天空盒的实现和实用。
何为天空盒？
默认情况下，相机的背景颜色为深蓝色。通常，颜色填充在视图的任何空白区域（例如，在该场景的墙壁上方），但是可以将天空的图片渲染为背景。这就是“天空盒"的用武之地。
定义天空盒是围绕摄像机的立方体，每侧都有天空的图像。无论相机朝哪个方向，它都会看着天空的照片。
新场景实际上已经分配了一个非常简单的天空盒。这就是为什么天空具有从浅蓝到深蓝的渐变，而不仅仅是一个扁平的深蓝色。如果打开照明设置窗口（菜单Window>Rendering> Lighting Settings），则第一个设置是Skybox Material，该设置的插槽显示为default。此设置位于Environment（环境）面板中。这个窗口有许多与Unity中高级照明系统相关的设置面板，但是现在把注意力放在第一个设置。
天空盒着色器
在Assets文件夹里面创建新的文件夹命名为Skybox，在里面新建一个材质球（通常是右键单击Create（创建）），从菜单中选择Material（材质），然后选择它以查看Inspector（检查器）中的设置。接下来，需要更改此材质使用的着色器。材质设置的顶部有一个Shader（着色器）菜单。天空球的Shader一共有四个种类6 Sided（六边），Cubemap（盒形贴图），Panoramic （全景化），Procedural（程序化）。下面我将它们分别进行说明。（这里不对Shade进行过多说明，以后再进行详细解释）
6 Sided 在此着色器处于活动状态时，材质现在具有六个大纹理槽（而不仅仅是默认着色器具有的小Albedo纹理槽）。这六个纹理槽对应于立方体的六个边，因此这些图像应在边缘匹配以显得无缝。
Tint Color 整体色调。
Exposure 曝光度。
Rotation 贴图旋转度。
Front，Back，Left，Right，Up，Down。天空球贴图。这个Shader需要6张不同方向的贴图。按照范例是里面提供贴图的顺序加上纹理贴图就可以了。 这埯需要更改一个微妙的导入设置， 单击导入的纹理以在Inspector中查看其属性，将Wrap Mode（环绕模式）选项的Repeat（重复）改为Clamp（钳制），通常，纹理可以在表面上重复平铺。为了使它看起来无缝，图像的相对边缘实际上会一起渗透。然而，这种边缘的混合可以在图像相遇的天空中产生模糊的线条，因此Clamp设置将限制纹理的边界并消除这种混合。
Render Queue（渲染队列）可选择从着色器，几何体，阿尔法测试和透明体。
Double Sided Global Illumination（双面全局光照）
范例：在Asset Store搜索cope下载Cope！Free skybox pack下载并导入。在导入的Cope!Free Skybox Pack文件夹中找到materials，里面有三个六边的天空球材质。在tiff文件夹中有这三个材质的具体贴图。
Cubemap 这个着色器相当于上面着色器材质的合成升级版。它将着色器所需要的六张贴图整合成了一张贴图。这样使用起来也更加方便。
Tint Color 整体色调。
Exposure 曝光度。
Rotation 贴图旋转度。
Cubemap（HDR）盒形贴图。这里要使用到类似十字架形状的贴图。有3D贴图经验的同学应该马上就能明白这种贴图的原理。这种贴图是用六张各个方向的图片拼接而成的，用PS类软件很容易制作出来，它的缺点也是容易出现接缝。（需要注意的是，盒形贴图在导入Unity时，它的Inspector里面的Texture Shape（纹理形状）默认选项是2D，这时要将它拖入贴图中，必须先将纹理形状改为Cube才能使用。还有多一句，改完之后点击右下的Apply按钮，新手经常会忘记这个步骤。）
范例：使用搜索引擎搜索Skybox cube，在图片中可以找到类似下面的图片，将它导入Unity。
Panoramic
Tint Color 整体色调。
Exposure 曝光度。
Rotation 旋转度。
Spherical（HDR） 球形贴图。基本都是指（球形）全景贴图，是比较推荐的一种天空盒类型，它是由全景像机拍摄或多张图片合成。一般来说JPG，HDR，EXR格式的全景图都可以使用。JPG的优点是文件小，但是动态范围和色彩数都比较低，HDR和EXR的动态范围，色彩数都较高，但EXR的图片的精度要高于HDR图片， 而HDR图片的亮度范围要高于openEXR图片，文件比EXR要小一些。那么如何取舍，具体选择哪种格式，还是要看个人或项目的需求而定。
Mapping 有两个选项，6 Frames Layout（6帧层级）和Latitude Longitude Layout(
Image Type 可选择360度和180度。选择180度的话，天空球只对场景一半产生作用。还会出现Mirror on Back的勾选框，勾选后会镜像前面的天空球映射到后面。
范例：使用搜索引擎搜索Skybox Panoramic，在图片中可以找到类似下面的图片，将它导入Unity。
Procedural 这种天空盒着色器不能导入贴图，只能使用参数设置，所以实现的效果相对简单。
Sun 参数有三个选项None（没有），Simple（简单），High Quality（高质量）。
Sun Size 太阳的大小。
Sun Size Convergence 在选择高质量的时才会出现的参数，可以调节太阳的聚散程度。
Atmosphere Thickness 大气的厚度。
Sky Tint 天空的色调。
Ground 地面的颜色。
Exposure 曝光度。
应用天空盒的两种方法
1.在当前摄像机上添加skybox
首先选择hierarchy下面的main camera（主摄像机），然后点击component->Rendering->skybox。给主摄像机添加一个天空盒，这是我们就可以在摄像机的属性栏看到 skybox 属性。
这里有两个位置需要注意。第一点，摄像机Inspector下面camera组件的clear flags（清除标记）必须选择skybox，否则天空盒是不会显示出来的，这点要注意。第二点，这就是需要设置的天空盒材质。点击custom skybox属性后面的小圆点图标，在弹出的选择栏中选择刚刚想要的天空盒材质 （直接把天空盒材质拖到这个位置也可以），然后可以在摄像机高预览窗口中看到效果。
2.在当前场景上添加skybox
将配置好的天空球材质直接拖到场景中的空白处。或者打开照明设置窗口（菜单Window>Rendering> Lighting Settings），Scene选项卡的Environment（环境）的第一个设置就是Skybox Material（天空盒材质），点击后面小圆点添加或者直接拖入材质球都可以。
（两种方式的结果是一样的。第一种方式的优势在于，假如世界中有多个摄像机的话，切换摄像机 需要看不同的天空，就可以使用第一种方式来实现。）
天空球对材质的影响
Material中Metallic代表环境光对物件的影响，Smoothness代表对天空盒子的反射值的影响。
点选Windows > Lighting > Settings
环境光在Environment Lightings/Source改成Color，Ambient的颜色就会影响环境光
Environment Reflection/Source改成Custom，Cube map的贴图就会变成天空盒子反射贴图。
使用太空场景制作天空球
下载软件Spacescape，下载地址alexcpeterson.com/spacescape/
下载完成后，点击File > Open，Export Skybox，保存为PNG文件，图像大小设为1024， Export For设为UNITY。
将图像文件导入Unity的Assets中，新建材质球，命名为skybox_20171012，将Shader设为Skybox/6 Sided，将右上角的窗口锁上，将对应方向图像拖进材质贴图中。如果图像边缘出现接缝的情况，有以下几种解决办法，按住Shift选中六张图片，Wrap Mode由Repeat改为Clamp，Filter Mode由Bilinear改为Piont（No Filter），Compression由Normal Quality改为None，以上三个参数某一个改变即可修复天空盒问题。Exposure调整好亮度，注意过高可能使天空盒出现明显的锯齿，Rotation调整天空盒的角度，Tint Color使天空盒变色。
傅老师的教程有介绍过天空盒的简单用法
官方的Standard Assets里面有天空盒的包，在Assets Store里面也可以搜索到丰富的天空盒资源。也可以试试自己制作天空盒材质。
场景里面有一个漂亮天空盒效果非常棒，可以营造出玩家周围广阔氛围的错觉。现在就来试一试，给空荡的场景添加一个漂亮的天空盒吧。
