Unity中全局光照GI的总结

2023-11-10 17:45
文章标签 总结 全局 unity 光照 gi

本文主要是介绍Unity中全局光照GI的总结,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

文章目录

  • 前言
  • 一、在编写Shader时,有一些隐蔽的Bug不会直接报错,我们需要编译一下让它显示出来,方便修改
    • 我们选择我们的Shader,点击编译并且展示编译后的Shader后的内容,隐蔽的Bug就会暴露出来了。
  • 二、我们大概回顾一下,之前实现的内容,和应用场景(然后,可以在以后的项目中按需选择取舍)
    • 1、第一个Pass是我们模型的主要效果
    • 2、第二个Pass是我们模型阴影的投射(在不需要时可以剔除该Pass)
    • 3、第三个Pass是我们模型烘焙计算(在不需要时可以剔除该Pass)


前言

Unity中全局光照GI的总结,我们对之前文章中,实现的 全局光照 GI Shader 总结一下

  • Unity中Shader的全局照明简介

  • Unity中Shader自定义cginc文件

  • Unity中Shader的GI相关数据的准备

  • Unity中Shader的烘培分支的判断

  • Unity中Shader的GI的直接光实现

  • Unity中Shader的GI的间接光实现

  • Unity中Shader再议ATTENUATION

  • Unity中Shader光照探针的支持

  • Unity中Shader的间接光的产生Meta Pass


一、在编写Shader时,有一些隐蔽的Bug不会直接报错,我们需要编译一下让它显示出来,方便修改

我们选择我们的Shader,点击编译并且展示编译后的Shader后的内容,隐蔽的Bug就会暴露出来了。

在这里插入图片描述


二、我们大概回顾一下,之前实现的内容,和应用场景(然后,可以在以后的项目中按需选择取舍)

1、第一个Pass是我们模型的主要效果

在这里插入图片描述

  • 在该Pass的片元着色器中,对于计算 GI 的这个函数,我们可以选择使用Unity自带的函数(在项目确定只用某一套 GI 方案时,可以只选择该函数中的部分功能使用)
    在这里插入图片描述
  • 在该Pass的片元着色器中,对于同时计算了 Lambert 和 Phone 光照模型的这个函数(我们可以按照公式自定义实现,也可以直接使用)
    在这里插入图片描述

2、第二个Pass是我们模型阴影的投射(在不需要时可以剔除该Pass)

在这里插入图片描述

3、第三个Pass是我们模型烘焙计算(在不需要时可以剔除该Pass)

在这里插入图片描述

该GI的最终代码:

MyGlobalIllumination.cginc

#ifndef MYGLOBALILLUMINATION_INCLUDE
#define MYGLOBALILLUMINATION_INCLUDE//Lambert光照模型
inline fixed4 UnityLambertLight1 (SurfaceOutput s, UnityLight light)
{fixed diff = max (0, dot (s.Normal, light.dir));fixed4 c;c.rgb = s.Albedo * light.color * diff;c.a = s.Alpha;return diff;
}inline fixed4 LightingLambert1 (SurfaceOutput s, UnityGI gi)
{fixed4 c;c = UnityLambertLight1 (s, gi.light);//如果是在 BackedGI 或者 RealtimeGI的情况下,进行以下计算#ifdef UNITY_LIGHT_FUNCTION_APPLY_INDIRECTc.rgb += s.Albedo * gi.indirect.diffuse;#endifreturn c;
}inline void ResetUnityLight1(out UnityLight outLight)
{outLight.color = half3(0, 0, 0);outLight.dir = half3(0, 1, 0); // Irrelevant direction, just not nulloutLight.ndotl = 0; // Not used
}inline void ResetUnityGI1(out UnityGI outGI)
{ResetUnityLight1(outGI.light);outGI.indirect.diffuse = 0;outGI.indirect.specular = 0;
}inline UnityGI UnityGI_Base1(UnityGIInput data, half occlusion, half3 normalWorld)
{UnityGI o_gi;ResetUnityGI1(o_gi);//计算在Distance Shadowmask 中实时阴影与烘培阴影的混合过程// Base pass with Lightmap support is responsible for handling ShadowMask / blending here for performance reason#if defined(HANDLE_SHADOWS_BLENDING_IN_GI)half bakedAtten = UnitySampleBakedOcclusion(data.lightmapUV.xy, data.worldPos);float zDist = dot(_WorldSpaceCameraPos - data.worldPos, UNITY_MATRIX_V[2].xyz);float fadeDist = UnityComputeShadowFadeDistance(data.worldPos, zDist);data.atten = UnityMixRealtimeAndBakedShadows(data.atten, bakedAtten, UnityComputeShadowFade(fadeDist));#endif//将主平行灯的信息存储起来o_gi.light = data.light;//将衰减用于灯光颜色中o_gi.light.color *= data.atten;//是否进行球谐光照(即是否使用光照探针)#if UNITY_SHOULD_SAMPLE_SHo_gi.indirect.diffuse = ShadeSHPerPixel(normalWorld, data.ambient, data.worldPos);#endif//这个是进行静态 GI 的计算(BackedGI)#if defined(LIGHTMAP_ON)// Baked lightmaps//光照图的采样half4 bakedColorTex = UNITY_SAMPLE_TEX2D(unity_Lightmap, data.lightmapUV.xy);half3 bakedColor = DecodeLightmap(bakedColorTex);//当开启 Unity 中的 Directional 模式 (定向光模式)时,进行的计算#ifdef DIRLIGHTMAP_COMBINEDfixed4 bakedDirTex = UNITY_SAMPLE_TEX2D_SAMPLER (unity_LightmapInd, unity_Lightmap, data.lightmapUV.xy);o_gi.indirect.diffuse += DecodeDirectionalLightmap (bakedColor, bakedDirTex, normalWorld);#if defined(LIGHTMAP_SHADOW_MIXING) && !defined(SHADOWS_SHADOWMASK) && defined(SHADOWS_SCREEN)ResetUnityLight(o_gi.light);o_gi.indirect.diffuse = SubtractMainLightWithRealtimeAttenuationFromLightmap (o_gi.indirect.diffuse, data.atten, bakedColorTex, normalWorld);#endif#else // not directional lightmapo_gi.indirect.diffuse += bakedColor;#if defined(LIGHTMAP_SHADOW_MIXING) && !defined(SHADOWS_SHADOWMASK) && defined(SHADOWS_SCREEN)ResetUnityLight(o_gi.light);o_gi.indirect.diffuse = SubtractMainLightWithRealtimeAttenuationFromLightmap(o_gi.indirect.diffuse, data.atten, bakedColorTex, normalWorld);#endif#endif#endif//这个是进行动态 GI 的计算(RealtimeGI)#ifdef DYNAMICLIGHTMAP_ON// Dynamic lightmapsfixed4 realtimeColorTex = UNITY_SAMPLE_TEX2D(unity_DynamicLightmap, data.lightmapUV.zw);half3 realtimeColor = DecodeRealtimeLightmap (realtimeColorTex);#ifdef DIRLIGHTMAP_COMBINEDhalf4 realtimeDirTex = UNITY_SAMPLE_TEX2D_SAMPLER(unity_DynamicDirectionality, unity_DynamicLightmap, data.lightmapUV.zw);o_gi.indirect.diffuse += DecodeDirectionalLightmap (realtimeColor, realtimeDirTex, normalWorld);#elseo_gi.indirect.diffuse += realtimeColor;#endif#endif//这里是使物体表面的颜色 乘以 环境光遮蔽,以实现环境光线被阻碍后物体表面的颜色o_gi.indirect.diffuse *= occlusion;return o_gi;
}inline UnityGI UnityGlobalIllumination1 (UnityGIInput data, half occlusion, half3 normalWorld)
{return UnityGI_Base1(data, occlusion, normalWorld);
}inline void LightingLambert_GI1 (SurfaceOutput s,UnityGIInput data,inout UnityGI gi)
{gi = UnityGlobalIllumination1 (data, 1.0, s.Normal);
}#endif

GI Shader 代码:

//在这里里面使用 自定义的 cginc 来实现全局GI
//GI数据的准备
//烘培分支的判断
//GI的直接光实现
//GI的间接光实现
//再议ATTENUATION
//光照探针的支持
//间接光的产生Meta Pass
Shader "MyShader/P1_8_9"
{Properties{_Color("Color",Color) = (1,1,1,1)}SubShader{Tags{"RenderType"="Opaque"}Pass{Tags{"LightMode"="ForwardBase"}CGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#pragma multi_compile_fwdbase#include "UnityCG.cginc"#include "AutoLight.cginc"#include "Lighting.cginc"#include "CGIncludes/MyGlobalIllumination.cginc"struct appdata{float4 vertex : POSITION;//定义第二套 UV ,appdata 对应的固定语义为 TEXCOORD1#if defined(LIGHTMAP_ON) || defined(DYNAMICLIGHTMAP_ON)float4 texcoord1 : TEXCOORD1;#endifhalf3 normal : NORMAL;float4 texcoord2 : TEXCOORD2;};struct v2f{float4 pos : SV_POSITION;float4 worldPos : TEXCOORD;//定义第二套UV#if defined(LIGHTMAP_ON) || defined(DYNAMICLIGHTMAP_ON)float4 lightmapUV : TEXCOORD1;#endifhalf3 worldNormal : NORMAL;half3 sh : TEXCOORD2;//1、使用 阴影采样 和 光照衰减的方案的 第一步//同时定义灯光衰减以及实时阴影采样所需的插值器UNITY_LIGHTING_COORDS(3, 4)//UNITY_SHADOW_COORDS(2)};v2f vert(appdata v){v2f o;o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex);o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);//对第二套UV进行纹理采样#if defined(LIGHTMAP_ON) || defined(DYNAMICLIGHTMAP_ON)o.lightmapUV.xy = v.texcoord1 * unity_LightmapST.xy + unity_LightmapST.zw;#endif//实现 球谐 或者 环境色 和 顶点照明 的计算//SH/ambient and vertex lights#ifndef LIGHTMAP_ON //当此对象没有开启静态烘焙时#if UNITY_SHOULD_SAMPLE_SH && !UNITY_SAMPLE_FULL_SH_PER_PIXELo.sh = 0;//近似模拟非重要级别的点光在逐顶点上的光照效果#ifdef VERTEXLIGHT_ONo.sh += Shade4PointLights(unity_4LightPosX0,unity_4LightPosY0,unity_4LightPosZ0,unity_LightColor[0].rgb,unity_LightColor[1].rgb,unity_LightColor[2].rgb,unity_LightColor[3].rgb,unity_4LightAtten0,o.worldPos,o.worldNormal);#endifo.sh = ShadeSHPerVertex(o.worldNormal,o.sh);#endif#endif//2、使用 阴影采样 和 光照衰减的方案的 第二步UNITY_TRANSFER_LIGHTING(o, v.texcoord2.xy)//TRANSFER_SHADOW(o)return o;}fixed4 frag(v2f i) : SV_Target{//1、准备 SurfaceOutput 的数据SurfaceOutput o;//目前先初始化为0,使用Unity自带的方法,把结构体中的内容初始化为0UNITY_INITIALIZE_OUTPUT(SurfaceOutput, o)o.Albedo = 1;o.Normal = i.worldNormal;//1、代表灯光的衰减效果//2、实时阴影的采样UNITY_LIGHT_ATTENUATION(atten, i, i.worldPos);//2、准备 UnityGIInput 的数据UnityGIInput giInput;//初始化UNITY_INITIALIZE_OUTPUT(UnityGIInput, giInput);//修改用到的数据giInput.light.color = _LightColor0;giInput.light.dir = _WorldSpaceLightPos0;giInput.worldPos = i.worldPos;giInput.worldViewDir = normalize(_WorldSpaceCameraPos - i.worldPos);giInput.atten = atten;giInput.ambient = 0;#if UNITY_SHOULD_SAMPLE_SH && !UNITY_SAMPLE_FULL_SH_PER_PIXELgiInput.ambient = i.sh;#elsegiInput.ambient = 0.0;#endif#if defined(DYNAMICLIGHTMAP_ON) || defined(LIGHTMAP_ON)giInput.lightmapUV = i.lightmapUV;#endif//3、准备 UnityGI 的数据UnityGI gi;//直接光照数据(主平行光)gi.light.color = _LightColor0;gi.light.dir = _WorldSpaceLightPos0;//间接光照数据(目前先给0)gi.indirect.diffuse = 0;gi.indirect.specular = 0;//GI的间接光照的计算 LightingLambert_GI1(o, giInput, gi);//查看Unity源码可知,计算间接光照最主要的函数就是//inline UnityGI UnityGI_Base1(UnityGIInput data, half occlusion, half3 normalWorld)//所以我们直接给 gi 赋值,可以不使用 LightingLambert_GI1gi = UnityGI_Base1(giInput, 1, o.Normal);//GI的直接光照的计算//我们在得到GI的数据后,对其进行Lambert光照模型计算,即可得到结果fixed4 c = LightingLambert1(o, gi);return c;//return fixed4(gi.indirect.diffuse,1);//return 1;}ENDCG}//阴影的投射Pass{//1、设置 "LightMode" = "ShadowCaster"Tags{"LightMode" = "ShadowCaster"}CGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag//需要添加一个 Unity变体#pragma multi_compile_shadowcaster#include "UnityCG.cginc"//声明消融使用的变量float _Clip;sampler2D _DissolveTex;float4 _DissolveTex_ST;//2、appdata中声明float4 vertex:POSITION;和half3 normal:NORMAL;这是生成阴影所需要的语义.//注意:在appdata部分,我们几乎不要去修改名字 和 对应的类型。//因为,在Unity中封装好的很多方法都是使用这些标准的名字struct appdata{float4 vertex:POSITION;half3 normal:NORMAL;float4 uv:TEXCOORD;};//3、v2f中添加V2F_SHADOW_CASTER;用于声明需要传送到片断的数据.struct v2f{float4 uv : TEXCOORD;V2F_SHADOW_CASTER;};//4、在顶点着色器中添加TRANSFER_SHADOW_CASTER_NORMALOFFSET(o),主要是计算阴影的偏移以解决不正确的Shadow Acne和Peter Panning现象.v2f vert(appdata v){v2f o;o.uv.zw = TRANSFORM_TEX(v.uv, _DissolveTex);TRANSFER_SHADOW_CASTER_NORMALOFFSET(o);return o;}//5、在片断着色器中添加SHADOW_CASTER_FRAGMENT(i)fixed4 frag(v2f i) : SV_Target{//外部获取的 纹理 ,使用前都需要采样fixed4 dissolveTex = tex2D(_DissolveTex, i.uv.zw);//片段的取舍clip(dissolveTex.r - _Clip);SHADOW_CASTER_FRAGMENT(i);}ENDCG}//在常规的渲染时,是不会被使用的。一般使用时,是在烘焙贴图// Extracts information for lightmapping, GI (emission, albedo, ...)// This pass it not used during regular rendering.Pass{Name "META"Tags{"LightMode" = "Meta"}CGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#pragma target 2.0#include "UnityCG.cginc"#include "UnityMetaPass.cginc"fixed4 _Color;struct v2f{float4 pos : SV_POSITION;};v2f vert(appdata_full v){v2f o;UNITY_INITIALIZE_OUTPUT(v2f,o)o.pos = UnityMetaVertexPosition(v.vertex, v.texcoord1.xy, v.texcoord2.xy, unity_LightmapST,unity_DynamicLightmapST);return o;}half4 frag(v2f i) : SV_Target{UnityMetaInput metaIN;UNITY_INITIALIZE_OUTPUT(UnityMetaInput, metaIN);metaIN.Albedo = 1;metaIN.Emission = _Color;return UnityMetaFragment(metaIN);}ENDCG}}CustomEditor "LegacyIlluminShaderGUI"
}

这篇关于Unity中全局光照GI的总结的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/384281

相关文章

HarmonyOS学习(七)——UI(五)常用布局总结

自适应布局 1.1、线性布局(LinearLayout) 通过线性容器Row和Column实现线性布局。Column容器内的子组件按照垂直方向排列,Row组件中的子组件按照水平方向排列。 属性说明space通过space参数设置主轴上子组件的间距,达到各子组件在排列上的等间距效果alignItems设置子组件在交叉轴上的对齐方式,且在各类尺寸屏幕上表现一致,其中交叉轴为垂直时,取值为Vert

学习hash总结

2014/1/29/   最近刚开始学hash,名字很陌生,但是hash的思想却很熟悉,以前早就做过此类的题,但是不知道这就是hash思想而已,说白了hash就是一个映射,往往灵活利用数组的下标来实现算法,hash的作用:1、判重;2、统计次数;

git使用的说明总结

Git使用说明 下载安装(下载地址) macOS: Git - Downloading macOS Windows: Git - Downloading Windows Linux/Unix: Git (git-scm.com) 创建新仓库 本地创建新仓库:创建新文件夹,进入文件夹目录,执行指令 git init ,用以创建新的git 克隆仓库 执行指令用以创建一个本地仓库的

二分最大匹配总结

HDU 2444  黑白染色 ,二分图判定 const int maxn = 208 ;vector<int> g[maxn] ;int n ;bool vis[maxn] ;int match[maxn] ;;int color[maxn] ;int setcolor(int u , int c){color[u] = c ;for(vector<int>::iter

整数Hash散列总结

方法:    step1  :线性探测  step2 散列   当 h(k)位置已经存储有元素的时候,依次探查(h(k)+i) mod S, i=1,2,3…,直到找到空的存储单元为止。其中,S为 数组长度。 HDU 1496   a*x1^2+b*x2^2+c*x3^2+d*x4^2=0 。 x在 [-100,100] 解的个数  const int MaxN = 3000

状态dp总结

zoj 3631  N 个数中选若干数和(只能选一次)<=M 的最大值 const int Max_N = 38 ;int a[1<<16] , b[1<<16] , x[Max_N] , e[Max_N] ;void GetNum(int g[] , int n , int s[] , int &m){ int i , j , t ;m = 0 ;for(i = 0 ;

go基础知识归纳总结

无缓冲的 channel 和有缓冲的 channel 的区别? 在 Go 语言中,channel 是用来在 goroutines 之间传递数据的主要机制。它们有两种类型:无缓冲的 channel 和有缓冲的 channel。 无缓冲的 channel 行为:无缓冲的 channel 是一种同步的通信方式,发送和接收必须同时发生。如果一个 goroutine 试图通过无缓冲 channel

9.8javaweb项目总结

1.主界面用户信息显示 登录成功后,将用户信息存储在记录在 localStorage中,然后进入界面之前通过js来渲染主界面 存储用户信息 将用户信息渲染在主界面上,并且头像设置跳转,到个人资料界面 这里数据库中还没有设置相关信息 2.模糊查找 检测输入框是否有变更,有的话调用方法,进行查找 发送检测请求,然后接收的时候设置最多显示四个类似的搜索结果

java面试常见问题之Hibernate总结

1  Hibernate的检索方式 Ø  导航对象图检索(根据已经加载的对象,导航到其他对象。) Ø  OID检索(按照对象的OID来检索对象。) Ø  HQL检索(使用面向对象的HQL查询语言。) Ø  QBC检索(使用QBC(Qurey By Criteria)API来检索对象。 QBC/QBE离线/在线) Ø  本地SQL检索(使用本地数据库的SQL查询语句。) 包括Hibern

暑期学习总结

iOS学习 前言无限轮播图换头像网络请求按钮的configuration属性总结 前言 经过暑期培训,完成了五个项目的仿写,在项目中将零散的内容经过实践学习,有了不少收获,因此来总结一下比较重要的内容。 无限轮播图 这是写项目的第一个难点,在很多项目中都有使用,越写越熟练。 原理为制造两个假页,在首和尾分别制作最后一页和第一页的假页,当移动到假页时,使用取消动画的方式跳到