游戏编程精粹学习 - 使用定点颜色插值模拟实时光照
终于有空看点新东西,这一篇在《游戏编程精粹1》的5.3节中,主要讲通过烘焙前后左右4个方向光照并插值,来代替顶点光照的做法
看了下原文例程的代码,似乎是放在cpu部分处理的顶点色,或可能只是参考用的脚本
这种烘焙4个方向的做法或许优于顶点光照,但缺点是光线角度较为固定,原文描述早期的足球游戏有使用到
或许改成贴图的话可以烘焙进一些法线效果,或是做成粒子光照。。
优点:
- gpu上优于顶点光照
- 可作为辅助光源使用
- 较高的精度
缺点:
- 消耗一定的cpu
- 占用一块uv数据
- 常规烘焙的情况下,只对俯视角、水平视角支持比较好
首先写一个简单的兰伯特光照,烘焙四个方向:
这4个方向的灯光信息会被烘焙到uv2,uv3中,运行后cpu计算当前角度的权重,到shader里进行混合。
插值的计算用了比较偷懒的做法,原文是转角度进行处理,由于y方向固定,这里直接用Vector2点乘。
public class LightingRuntime : MonoBehaviour {public Transform virtualLight;public Color virtualLightCol;public SkinnedMeshRenderer testRenderer;void Update(){var lightDir = (virtualLight.position - transform.position).normalized;lightDir = Vector3.ProjectOnPlane(lightDir, Vector3.up);var lightDir_vec2 = new Vector2(lightDir.x, lightDir.z);var blend1 = Mathf.Clamp01(Vector2.Dot(lightDir_vec2, Vector2.up));var blend2 = Mathf.Clamp01(Vector2.Dot(lightDir_vec2, Vector2.down));var blend3 = Mathf.Clamp01(Vector2.Dot(lightDir_vec2, Vector2.left));var blend4 = Mathf.Clamp01(Vector2.Dot(lightDir_vec2, Vector2.right));var vec4 = new Vector4(blend1, blend2, blend3, blend4);testRenderer.material.SetVector("_TestLight", vec4);testRenderer.material.SetVector("_TestLightCol", virtualLightCol);} }
传入4个权重代表4个方向,然后shader部分根据4个方向的权重乘起来即可。
可以用uv2,uv3来储存4个方向的光照信息。
v2f vert (appdata v) {v2f o = (v2f)0;o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);o.uv2 = v.uv2;o.uv3 = v.uv3;return o; }fixed4 frag (v2f i) : SV_Target {fixed4 lightVolume = i.uv2.x * _TestLight.x + i.uv2.y * _TestLight.y + i.uv3.x * _TestLight.z + i.uv3.y * _TestLight.w;return lightVolume * _TestLightCol; }
但是占用uv2,uv3有点占用带宽,于是想了一个办法,左右和前后的方向可以各用一个镜像:
left = 1 - right;
用镜像之前需要记录4个方向,现在只需记录2个。但是要考虑一些长期阴影的区域,所以还需加些参数调节去缓解。
优化了一下,将uv2作为光照信息,并镜像了烘焙到顶点上的光照(输出的uv2是float4),以及微调参数:
v2f vert (appdata v) {v2f o = (v2f)0;o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);o.uv2.xz = v.uv2.xy;o.uv2.y = (1 - v.uv2.x) - 0.8;o.uv2.w = (1 - v.uv2.y) - 1;return o; }fixed4 frag (v2f i) : SV_Target {fixed lightVolume = dot(i.uv2, _TestLight);return lightVolume * _TestLightCol; }
最终效果:
2019/06/2补充,增加一组面片的使用情况:
测试工程地址:
https://gitee.com/Hont/4DirBakeLighting
转载于:https://www.cnblogs.com/hont/p/10887615.html
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