Unity3D光照贴图烘焙知识详解

今天简单地跟大家分享一下Unity5.0里面的光照贴图烘焙技术。由于时间只有20分钟，所以只能给大家一些概要性的介绍，没有办法深入，等到Unity5.0版本正式推出之后，我会给大家一些更详细的介绍。

接下来我会分3个部分跟大家讲解，第一部分讲解一下在以往的Unity版本中所采用的光照烘焙方法，以及Unity5.0中为什么会采用一套全新的光照贴图烘焙方法。第二部分讲解Imagination的PowerVR Ray Tracing方法。第三部分讲解Geomerics的Enlighten方法。后两种方法都会被引入到Unity 5.0版本当中去。

首先我们来介绍Unity在4.X版本里面使用光照烘焙的方法。我们采用的是Autodesk的Beast，而我们在5.0版本中可能会把它彻底移除。这是为什么呢？我们先介绍一下Beast的弱点吧。Beast只能烘焙静态的光照贴图，而不支持动态光照。一般而言，使用Beast的工作流程是：先建造一个场景，然后在场景中布置各种光源，进而点击Bake操作键，接下来大家就可以喝喝咖啡，或者直接下班回家了，因为整个烘焙过程可能需要几分钟、几小时，甚至是更长的时间。这样的过程还不一定得到正确的结果，如果发现前面的烘焙结果存在问题，还要重新返回到第一步，直至得到满意的烘焙结果。这样的过程对于广大开发者来说肯定是一个不太友好的过程，势必会影响大家的工作效率。

那么既然我们说原来的方法存在着一定的问题，那么理想的光照方案是什么样的呢？第一，理想的方法不需要任何的预计算时间；第二，它能够让场景中所有与光照有关的信息都能够实现动态改变，比如说动态改变光源、改变材质、改变环境光照，甚至改变场景中几何体的形状；第三，这样的一套方法还需要做到实时渲染，这不仅包括Console设备，也包括我们手中的移动设备。可惜的是，这样一套理想的方案在目前是不存在的。很多的游戏开发厂商，甚至是硬件开发厂商，都做过一些实践或者尝试，但是最终都失败了，都没能同时实现刚才所说的这几个目标。但是有一种绕行的方式，可以达到近似的效果。这就是Unity5.0当中所采用的方法，我们会舍弃掉Beast，取而代之的是两种方案的结合，这就是PowerVR Ray Tracing和Enlighten的结合。

为什么要使用这两个方案的结合呢，我先给大家一个简要的概括：这两种方案都可以实现全局的GI，但是相比较而言的话，PowerVR Ray Tracing的特点是不需要烘焙过程，速度非常快，但是它的效果不是非常理想；而Enlighien的特点仍然需要一定的烘焙过程，但是效果非常好。更具体一点说，我们会在Unity编辑器环境下采用PowerVR Ray Tracing方案，从而利用它快速实时的特点，你可以在场景中随时动态调整任何的东西，都能及时地看到调整的效果；一旦你把这个效果调整到了一个比较理想的状态之后，就可以采用Enlighten来进行预处理和烘焙，从而达到更好的实时渲染效果。特别地，Enlighten具有很好的跨平台特性，能够在从移动到Console等多个平台上实时地运行。

在Unity 5.0中，PowerVR Ray Tracing还有一个特点，就是它能够实现渐进式的效果过渡，一开始显示比较粗糙的、类似于马赛克式的效果，然后逐步迭代求精，可能在若干毫秒之后，就会呈现出非常完美的效果。大家可能还会有一个问题，如果说我在Editor的模式下，采用PowerVR Ray Tracing调整出了一个比较好的效果，那么我怎么保证它和Enlighten最终取得的效果是近似相同的，如果完全不同，那我们就白花时间调整了！这个肯定是大家不希望见到的结果。所以我们在Unity中引入PowerVR Ray Tracing时是进行了调整和改变的，使PowerVR Ray Tracing和Enlighten的输入是一致的，然后尽量使他们的输出也是一样的。

接下来我们来看一段视频，来看看PowerVR Ray Tracing在Unity编辑器中的使用方法。大家可以看到，我们可以动态地改变沙发的材质，并实时地预览到调整效果。此外，还可以动态调整场景中的体积光源，也可以动态调整方向光的照射方向，以及聚光灯的位置，都可以实时地观看到调整结果。

再说一下Enlighten，它能够实现动态光照，也支持传统的烘焙过程，并能把两者无缝的拼接起来，最终保证在画面上面不会有任何的走样效果。这里，我们也可以通过一个视频看看光照效果。这个场景中是一个太空舱，太空舱外面有一个环境光照，还有一个探视口，从外面有光线射进来。这个场景总的光照条件是非常非常复杂的，有来自于窗外的环境光照，有一些直接的方向光源，有动态材质还有一些粒子效果，所有这些东西都可以动态地叠加起来，对于周围环境的影响也是实时的。文章出处【狗刨学习网】。

我们刚才简单地介绍了Unity5.0中将会采用的光照贴图烘焙方法，最后我来做一个简单的总结：在Unity的以往版本中，我们使用了Beast；在 5.0版本中，我们会舍弃Beast，进而采用PowerVR Ray Tracing和Enlighten的结合；PowerVR负责编辑器中的编辑模式，即所见即所得的模式；而Enlighten会负责游戏内的实时渲染。最后，大家可能还有一个疑问，就是Enlighten会问会不会有效率问题。我们说，在一些相对中高端的设备上，Enlighten的运行效率是非常高的;而在一些低端的设备上，Enlighten同时支持与Beast相似的静态光照贴图方式，因而也可以保证运行效率。

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