四种体积光的写法：RayMarching、径向模糊、Noise造假术、挤出造假术（包含URP、Build-In、ASE不同实现，并附带源码）

四种体积光的写法：RayMarching、径向模糊、Noise造假术、挤出造假术（包含URP、Build-In、ASE不同实现，并附带源码）

智慧之水Aqua

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一.效果预览 与 对比

Volumetic Light性能与表现的取舍之道，总有一款适合那你的项目（文末源码附上）

1.方案一：RayMarching

特点：效果一流且稳定，但多次采样ShadowMap比较消耗性能

2.方案二：光强Threshold + 径向模糊

特点：效果不够稳定，性能消耗适中（有点类似于Bloom的思想）

3.方案三：Noise造假术

特点：需要额外的模型，但特别省性能，表现效果也还不错（如果是面片，则搭配Billboard效果更佳）

4.方案四：挤出造假术

特点：性能高，效果还行。但对模型顶点数不能太少，否则模型挤出时会被整体偏移（拿一个Cube试试就知道是啥意思了）

二、具体分析

以下是不同方法的实现思路，请结合下载的源码食用更佳哦

方案一：RayMarching

大体步骤：①深度重建世界坐标系 ②步进式采样shadowMap，累计光强 ③模糊算法提高光强质感 ④混合体积光与原场景

首先：按照之前文章中提到的RenderFeature小框架，配置好RenderFeature，将RayMarching的RenderPass注入到管线中（到时候工程源码里会放这个小框架，不必担心额外下载，想要了解更多的话，这是小框架的讲解文章：智慧之水Aqua：URP RenderFeature通用框架（附源码与使用教程））

后面我们将按照VolumetricLight_RenderPass中，重写的Render( )函数展开分析（类似于Build-In中的OnRenderImage函数）

1.1深度重建世界坐标系

可参照文章： 智慧之水Aqua：深度重建世界坐标系的N种方法（附带源码）

1.2步进式采样shadowMap，累计光强

强烈推荐教我的赛博师傅： 李恒：【UnityShader】Volumetric Light 体积光（8）

接下来就是利用重建好的世界坐标系，进行shadowMap的采样了，比如采样下图的0， 1， 2， 3点。

比如下图：如果步进4次，那么就会对0， 1， 2， 3进行ShadowMap采样，这样0， 1点就累计到了光强，而2， 3点则没有。

于是就会出现这种情况

但明显能看到分层的情况，这是因为当步进次数不够大的时候，等距采样会出现刚好漏过洞口的情况，造成某一段地方的光强累计不够，从而出现分层。由此我们可以试试随机采样的效果

但这样却多了很多噪点，为了优化表现，我们可以用模糊算法来优化

1.3模糊算法提高光强质感

模糊算法依旧还是推荐毛大神的 毛星云：高品质后处理：十种图像模糊算法的总结与实现

1.4混合体积光与原场景

直接相加就好：sceneColor + lightColor

也可以柔性混合：sceneColor + sceneColor * lightColor

方案二：光强Threshold + 径向模糊

2.1提取高亮部分：屏幕空间中的灯光距离作为遮罩 + threshold过滤亮度值 = 生成亮度图

2.2使用径向模糊：营造发散的效果（这里不展开讲径向模糊，可以参考毛大神的）

2.3混合体积光与原场景

直接相加就好：sceneColor + lightColor

也可以柔性混合：sceneColor + sceneColor * lightColor

方案三：Noise造假术

3.1造假体积：Noise图拉长

3.2边缘消隐：上图明显边缘太硬了，我们可以用Fresnel + UV摆放形成遮罩，来控制一下边缘消隐

3.3VertexOffset做开合控制：效果是有了，但不太可控，所以利用遮罩做开合控制

方案四：挤出造假术

4.1顶点阶段的模型挤出：模型沿着背光方向，顶点挤出一定程度

4.2片元阶段控制衰减值：让挤出的部分呈现丁达尔效应

三、工程提供

百度网盘链接：https://pan.baidu.com/s/1rSl6rgOTaNO2UWwc-X2uzg?pwd=2233 提取码：2233

Git链接：GitHub - RewriteHJ/Aqua-treasure-of-knowledge: 知识与你分享~

方案一：RayMarching

文件名：0002Volumetic Light / 0002RayMarchingVolumeticLight.unitypackage

下载后，新建一个URP工程，拖入Assets覆盖即可（测试版本为unity2021.3.26）

方案二：光强Threshold + 径向模糊

文件名：0002Volumetic Light / 0002RadialBlur_VolumetricLight.unitypackage

下载后，新建一个build-In工程，拖入Assets覆盖即可（测试版本为unity2021.3.26）

方案三：Noise造假术

文件名：0002Volumetic Light / 0002NoiseTrick_VolumetricLight.unitypackage

下载后，新建一个build-In工程，拖入Assets覆盖即可（测试版本为unity2021.3.26）

方案四：挤出造假术

文件名：0002Volumetic Light / 0002VertexExtrude_VolumetricLight.unitypackage

下载后，新建一个build-In工程，拖入Assets覆盖即可（测试版本为unity2021.3.26）

四、结语

总结的四种Volumetric Light的方法就到这里啦。沉下心来看，其实体积光特别容易实现。后续我还会更新一些 渲染案例、实用小工具、Houdini程序化之类的文章，如果能点个小小的关注就更好了，嘿嘿，全当时为了阿库娅sama。今天的分享就到这啦，下次再见！

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厄里斯的胸是垫出来的⁄(⁄ ⁄•⁄ω⁄•⁄ ⁄)⁄

发布于 2023-09-05 00:03