Unity实时全局光照和烘焙全局光照 Unity2019

上一篇我们了解了，直接光照、间接光照和全局光照，也知道全局光照会带来的计算量的问题。这一篇我们就要来看看Unity提供的解决方法。

Unity的全局光照模式

我们可以首选打开Uinty的照明设置面板，Window->rendering->lighting setting，这个面板是Unity全局照明（GI）功能的主要控制面板。通过Lighting窗口，你可以调整GI进程中的各个方面，根据需要来自定义场景或优化质量，性能和存储空间。这个窗口还包括环境光，雾效、光晕等设置。这里我们先只关注红色框内的部分。

Unity提供了两种全局光照模式，实时全局光照和烘焙全局光照。看到这儿的小伙伴可能要骂人了，不是说计算量大，不能实时计算的吗？其实这里的实时只是部分实时，后面会详细讲到。

物体的动静和light组件的模式

在讲两种全局光照模式之间，我们先讲一下物体的动静和light组件的模式，这二者是和光照模式相互配合的。

在Unity中，物体是可以区分静态和动态的，你需要明确指出哪些物体是静止的，并且在游戏中永远不会移动、旋转和缩放。

注意：灯光也是要区分动态和静态的，因为灯光在Unity中可能会发生移动，旋转等

混合光照——烘焙全局光照（Baked Gloabl lllumination）

控制“混合”和“烘焙”光照是否使用烘焙全局照明。如果启用，“混合”光照将使用指定的“照明模式”进行烘焙，“烘焙”光照将完全烘焙，且在运行时无法调整。

1、这里说的“混合”和“烘焙”光照就是上面说的light组件的mixed和baked模式

2、如果light组件是baked模式，则该组件产生的直接光照、间接光照和阴影都烘焙成全局光照贴图，运行时是无法调整的。这就要求光照要是静态的，光照下的物体也要是静态的。

我们烘焙之后，把场景中的灯光关掉，发现场景中的光照信息都还是在的

3、如果light组件是“混合”模式，将使用指定的“照明模式”进行烘焙。这里提到了照明模式，我们将对照明模式做解释

照明模式lighting mode

Unity提供了三种照明模式，对三种模式的解释

我们将场景中的cubeA立方体改动动态物体，其他仍然保持静态，等华灯落下，我们来看看它们的正面目

1、subtractive 减性

混合灯光为静态物体提供烘焙直接照明和间接照明。动态对象接受实时直接光照，并使用场景中的主方向光在静态对象上投射阴影

关闭灯光，静态物体的灯光没有变化，说明静态物体的直接照明和间接照明都是烘焙成贴图了
关闭灯光，cubeA全黑的，说明动态物体的直接光照是实时的，没有间接光照

2、ShadowMask

混合灯光提供实时直接照明。间接照明会被烘焙到光照贴图和光照探测器中。会为烘焙阴影生产Shadowmasks和光照探测器遮挡。运行时使用的“Shadowmask模式”可以在“质量设置”面板中设置

关闭灯光，静态物体的的直接光照没有了，说明静态物体的直接照明是实时的，间接照明是烘焙的
关闭灯光，cubeA全黑的，说明动态物体的直接光照是实时的，没有间接光照

3、baked indirect 间接烘焙

混合灯光提供实时直接照明，而间接照明则会被烘焙到光照贴图和光照探测器中。

关闭灯光，静态物体的的直接光照没有了，说明静态物体的直接照明是实时的，间接照明是烘焙的
关闭灯光，cubeA全黑的，说明动态物体的直接光照是实时的，没有间接光照（这和ShadowMask是一致的）

baked indirect最高配的光照模式，同时也最耗性能

三种照明模式总结：

三种模式有一个共同点，对于静态物体的间接光照，一定都是烘焙的，这就导致

1、如果光源改变位置或方向的话，静态物体的间接光照是不变的

2、对于动态物体压根不支持间接光照

3、在shadowMask和baked indirect模式下，无论光源变化，至少静态和动态物体的直接光照一直都是正确的

实时全局光照（Realtime Gloabl lllumination）

所谓的实时并非真的完全实时的，准确的说应该是预计算Precomputed。

启动实时全局光照的时候，Unity仅预先计算表面到表面的信息：物体间光线可能会经过的路径，会预先计算好了反射以及二次反射的一些条件，并把这些计算好的数据存了起来，你要计算场景中的光和影的时候，实时全局光照会把数据拿出一部分来去运用到你的计算，所以我们看到实时全局光照也是有贴图的。

下面我们看下实时全局光照的烘焙特性，实时全局光照只对“实时”的光照组件有效

关闭灯光，漆黑一片。说明静态物体的直接照明是实时的，间接照明也是实时的
将scene的绘制模式切换到Indirect模式，发现CubeA消失了，说明动态物体没有间接光照
灯光位置变化后，静态物体的直接光照和间接照明都发生了变化

两种全局光照总结：

1、实时全局光照和烘焙全局光照下，都不支持动态物体的间接光照

2、如果灯光改变，需要使用实时全局光照

3、混合光照和实时光照是可以同时使用的

灯光探针

由于实时全局光照和烘焙全局光照只能作用于static的物体，所以导致运动的物体和场景中的光线无法融合在一起，显得不真实。

而Light Probes组件可以通过Probe收集光影信息，然后对运动物体附近的几个probe进行差值运算，最后将光照作用于物体上。

其他：

1、Unity2019已经提示实时全局光照（已弃用）

Enlighten即将弃用。请确保您的项目在弃用日期之后不再需要Enlighten支持

Unity官方有解释，由于Geomerics公司停止推出产品级的Enlighten，因此Unity必须移除

2023年之前都是可以用的

2、3D软件和Unity的烘焙思路差异

烘焙既可以在具有烘焙功能的3D建模软件中来完成，也可以在Unity3d中来烘焙

当然，在Unity3d中烘焙兼容性更好。Unity3d的烘焙是美工的一个环节，关系到Unity作品的颜值和卖相

3、Unity3d的最终作品是供受众对3D场景进行实时操作的，就像其他3D软件场景编辑状态的操作，而一般的3D软件最终作品是将场景渲染成图片或图片序列呈现给受众的，两者的最终作品有本质的区别，简单地说，前者呈现给受众的是3D场景，后者呈现给受众的是图片或图片序列(动画)。尽管如此，两者都必须有较强的立体感和较好的光影视觉效果，否则是不被受众所接受的。

遗留问题：

预计算的实时GI模型？

灯光设置成mixed，就能同时满足动态和静态物体的需求

注意：环境光没有mixed模式

参考：

unity3d 为什么要烘焙/unity3d 烘焙作用是为了什么【2020】

写给美术看的Unity全局光照详解(参数篇)