内容概要

·光线投影遮罩的介绍

·在Unity HDRP中如何设置

Unity 2018.3.6f1 + HDRP 4.10

光线投影遮罩（Light Cookie）

    光线投影遮罩是用于遮挡部分光源的遮罩，以控制发射的光线形状。它们也可以被称为“遮光片”、“剪影”或“标识”，所用的名称取决于应用行业和具体用例。

为什么要使用光线投影遮罩？

·光线投影遮罩能很好控制阴影

·为实时点光源提供性能的保证

光线投影遮罩种类

·2D纹理（2D Texture）

·立方体贴图（Cubemap）

2D纹理

·一般用于聚光灯（Spot Light）

·内置渲染管线 - 灰度投影遮罩（Grayscale）

·HDRP - 有色投影遮罩（Colored）

            -> 彩色边缘效果、折射效果

获取参考2D Texture Light Cookie

Standard Assets

Demo

聚光灯2D纹理制作流程：（使用Photoshop）

1.径向模糊（Radial Blur）来制作圆形和非对称形状

2.颜色渐变（Color Gradient）滤镜生成径向衰减（Radial Attenuation）和更清晰的彩色细节

3.纹理边缘是100%黑色

Texture Type在HDRP时设置为Default，在默认时设置为Cookie

立方体贴图

使用Unity渐进式光照贴图生成（Unity Progressive Lightmapper）

制作过程

·准备烘焙用球体

·对球体进行烘焙

·使用反射探针生成HDR立方体贴图

·将立方体贴图用作光线投影遮罩

准备烘焙用球体

1.准备一个法线朝内的球体

2.将灯具放在球体中心，添加一个点淘汰（Point）

3.为投射阴影（灯具）和接收光线（球体）的几何体设置Lightmap Statics标签，Layer还是Default

4.请确认所有灯具 、光源对象Transform清零

5.通过Window >Rendering >Lighting Settings，打开光照设置，启用Baked Global Illumnation

6.找到球体中的光照（LIght）游戏对象，将模式（Mode）设置为Baked

7.将Indirect Multiplier设置为0

    ->只获取直接光照 

8.找到Shadow ->Baked Shadow，设置Radius为 0.015

    ->模拟较大光源，创建柔和阴影

9.回到光照设置窗口->光照贴图设置（Lightmapping Settings）

10.根据硬件配置，设置Lightmap Resolution为1024

    ->分辨率越高，烘焙细节越多，烘焙时间越长

对球体进行烘焙：

1.在光照设置窗口点击“生成光照”（Generate Lighting），进行烘焙

使用反射探针生成HDR立方体贴图：

1.在球体内添加反射探针（Light -> Reflection Probe）

2.设置捕获设置（Capture Settings）->Near Clip Plane为0.01 ->确保近端剪裁在球体之内

3.设置灯具Layer为ReflectionProbeMask

4.找到反射探针->捕获设置（Capture Settings），取消勾选Culling Mask ->ReflectionProbeMask

5.再次点击Generate Lighting，进行烘焙探针获取光照信息

6.烘焙生成的反射探针数据作为立方体贴图的原料

7.反射探针的最大分辨率在HDRP配置文件有全局设置

8.将反射探针生成文件（一般为ReflectionProbe-0.exr）使用Photoshop打开，进行编辑

9.立方体贴图是6X1纹理形式，UV结构映射

10.添加曝光度（Exposure）图层，调节曝光度负数值改进显示效果

11.另存为EXR或PNG图片

12.可以将颜色模式降低为8位，减小文件大小

13.立方体贴图生成基本完成

渐进式光照贴图的限制：

1.光线与材质

·渐进式光照贴图不支持多数HDRP的高级着色器

·为烘焙过程创建独立的材质组，烘焙专用的预制件

·模拟灯罩半透明效果：材质Opaque ->Transparent

·发射（Emission）

·设置间接采样（Indirect Samples）> 2000

·设置反弹值 （Bounce）为1

2.缝隙

·提高阴影烘焙半径（Baked Shadow ->Radius）

·使用间接光线反弹（Bounce）

3.条带效应

·原因：通过反射探针获取投影遮罩

·特别在处理光强度比较低的发光道具

·建议：调高光强；提取光照贴图，整合到立方体贴图里

DCC工具渲染立方体贴图的优点：

·模型本身就在工具中制作，不会影响Unity

·几何体可使用高级修改器离线渲染，制作平滑阴影

·专用工具把对象渲染到贴图上，自动处理烘焙过程

·离线渲染器可在短时间内创建无噪声纹理

立方体贴图

使用3ds Max + Arnold生成

在Unity HDRP中如何设置

·投影遮罩导入

·光照设置

·材质设置

投影遮罩导入

1.将立方体贴图导入Assets相关文件夹

2.内置渲染管线

3.高清晰渲染管线 HDRP：

4.HDRP配置文件中，所有投影遮罩最大全局分辨率设置

5.在场景中一处墙面放置与创建投影遮罩相同的Wallamp对象

6.Wallamp ->LightCookie，勾选色温（Color Temperture）

7.将Cookie设置为wallamp_light_cookie

8.在光照设置窗口，点击Generate Lighting旁箭头，选择Clear Baked Data清理数据

9.点击Generate Lighting重新生成光照数据

光照设置：

1.曝光度（Exposure）

·属于PPS V2功能

·Settings ->Scene

  Settings ->Post

  Process Volume ->Auto Exposure

·单位是EV100，对应ISO 100曝光值

·常见阳光场景EV 15

·月光场景EV -5

·室内光照 EV 4~7

·Unity 支持EV -9~9

·游戏开发常用方法：

·将阳光强度设置为 5000~10000lux

·设置Exposure Compensation 为1.0

·减小Minimum（EV）

2.色调映射（Tone mapping）

·属于PPS V2功能

·Settings ->Scene

  Settings ->Post

  Process Volume ->Color Grading

·学院色彩编码系统 （ACES）

·可以使用Contrast或Gamma等参数，降低对比度并提高中间色调

3.屏幕空间环境遮蔽（SSAO）

·属于PPS V2功能

·Settings ->Scene

  Settings ->Post

  Process Volume ->Ambient Occlusion

4.光线强度单位

·流明（Lumen）它的光照是没有方向的

·坎德拉（Candela）

·勒克斯（Lux at Meter）

·EV

·聚光灯（Spot Light）需要小心处理流明

·建议：打开Reflector模式

4.色温（Color temperature）

·处理白炽灯模型（单位：开尔文Kelvin）

·使用颜色滤镜（Filter）模拟不同光照效果（彩色玻璃、反射板、彩色胶体）

4.色温（Color temperature）- 白平衡

·Color Grading ->White Balance

5.最大平滑度（Max Smoothness）

·Light ->Space

6.阴影（Shadow）

·同时启用实时和烘焙投影遮罩的阴影

·点光源实时阴影比聚光灯阴影消耗高，烘焙投影遮罩比较高效

·点光源使用实时阴影时，Light ->Shadows ->Shadow Map，调整阴影近端平面（Near Plane），避免灯具几何体出现阴影剪裁

·平面需要延伸到灯具外，否则产生双重阴影及相关瑕疵

·HDRP实时阴影高质量过滤模式（消耗高）

·HDRP Settings -> Render Pipeline Supported

  Features -> Default Frame Settings Fro Camera -> Render

·设置Lit Shader Mode 为Forward

·设置Shadows ->Filtering Qualities -> ShadowQuality 为High

材质设置：

1.发射率（Emissivity）

·模拟光线透过灯罩性能最低且最简单方法：

·不透明（Opaque）表面类型+自发光纹理（Emissive Texture）

·针对低端硬件

2.透明表面（Transparent Surface）

·模拟透明玻璃常用方法

·透明（Transparent）表面类型+标准材质（Standard Material）

·Base Map（或Base Color）设置Alpha或自定义纹理来控制透明度

·透明部分分离为单独游戏对象

·启用折射中出现（Appear in Refraction）

·启用从后向前的渲染顺序（Back Then Front Rendering）

·启用双面（Double Sided）可以避免分类问题

3.半透明度（Translucency）

·仿制非常厚的磨砂玻璃或半透明材质（方法一）：

·不透明（Opaque）表面类型+半透明材质（Translucency Material）

·创建Diffusion配置调整半透明度

·使用厚度图（Thickness Map）半透明效果像平面

4.带折射的透明表面（Transparent surface with refraction）

·仿制非常厚的磨砂玻璃或半透明材质（方法二）：

·透明度（Transparency）+折射率（Refraction）+透明度（Transmission）

·消耗较高，针对高端平台设备

5.几何高光抗锯齿（Geometric specular anti-aliasing）

·针对传统抗锯齿比较难解决的问题：

·高频光滑表面产生的镜面抗锯齿效果

·HDRP材质表面选项提供Geometric Specular AA

了解更多：《Create High-Quality Light Fixtures in Unity》

https://docs.unity3d.com/Manual/ExpertGuides.html