光影效果的使用

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7.1光源在Unity游戲開(kāi)發(fā)引擎中內(nèi)置了四種形式的光源，分別為點(diǎn)光源、定向光源、聚光燈光源和區(qū)域光源

7.1.1點(diǎn)光源和定向光源點(diǎn)光源是從一個(gè)點(diǎn)的位置向四面八方發(fā)射光線，類似于蠟燭、燈泡，是場(chǎng)景搭建的常用光源之一。在合適的位置添加光源會(huì)大大增強(qiáng)游戲?qū)ο蟮膶哟胃校箞?chǎng)景中的游戲?qū)ο蟾哂姓鎸?shí)的效果。而定向光源能夠更好的模擬太陽(yáng)，定向光源發(fā)出的光線都是平行的，并從無(wú)限遠(yuǎn)處投射光線到場(chǎng)景中，很適用于戶外的照明。第2頁(yè)

7.1光源1.點(diǎn)光源基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)光源的添加可以通過(guò)點(diǎn)擊菜單欄中“GameObject”→“Light”→“PointLight”菜單完成選中場(chǎng)景中的點(diǎn)光源，在其Inspector面板中就會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)光源的設(shè)置面板，在設(shè)置面板中可以修改點(diǎn)光源的位置，光照強(qiáng)度、光照范圍等等參數(shù)。參數(shù)名含義參數(shù)名含義Type光源類型，可以在四種形式的光源之間進(jìn)行切換DrawHalo是否啟用光暈Range光源的光照范圍Color光照顏色I(xiàn)ntensity光照強(qiáng)度BounceIntensity用來(lái)設(shè)置光的反射強(qiáng)度ShadowType設(shè)置陰影模式（沒(méi)有陰影、硬陰影、軟陰影）Flare設(shè)置光照耀斑、鏡頭光暈效果Strength陰影強(qiáng)度，值越大，陰影的顏色越濃Resolution設(shè)置陰影的質(zhì)量第3頁(yè)

7.1光源1.點(diǎn)光源基礎(chǔ)知識(shí)第4頁(yè)Baking光源烘焙模式（實(shí)時(shí)、烘焙、混合），烘焙模式下烘焙光照后會(huì)將該光源的效果添加到烘焙貼圖中，烘焙模式下的光源無(wú)法影響非靜態(tài)對(duì)象，混合模式下的光源即可以被烘焙，也能夠影響到非靜態(tài)對(duì)象Cookie燈光遮罩，為光源設(shè)置帶有alpha通道的紋理貼圖，使其在不同的位置具有不同的亮度（點(diǎn)光源需要放置立方圖紋理Cubemap）RenderMode設(shè)置光照的渲染模式，Auto模式為自動(dòng)調(diào)節(jié)模式，Important模式是將像素逐個(gè)渲染，NotImportant模式是總以最快的方式進(jìn)行渲染CullingMask剔除遮罩，只有其中被選中的層所關(guān)聯(lián)的對(duì)象能夠受到光照的影響Directional

將光源改為平行光光源，將其放在無(wú)窮遠(yuǎn)處也可以影響著場(chǎng)景中的物體

Spot將光源改為聚光燈光源，光線按照聚光燈定義的角度和范圍在一個(gè)圓錐區(qū)內(nèi)發(fā)射光線，影響才所有在該圓錐區(qū)域內(nèi)的物體

NotImport燈光總是以最快的速度渲染Auto自動(dòng)渲染模式，根據(jù)附近的燈光亮度和當(dāng)前設(shè)置質(zhì)量在運(yùn)行時(shí)間時(shí)確定

7.1光源2.定向光源基礎(chǔ)知識(shí)定向光源的添加可以通過(guò)點(diǎn)擊菜單欄中“GameObject”→“Light”→“DirectionalLight”菜單完成，定向光源在場(chǎng)景中如果位置發(fā)生改變，它的光照效果并不會(huì)發(fā)生任何改變，可以把它放到場(chǎng)景中任意的地方，如果旋轉(zhuǎn)定向光源，那么它產(chǎn)生的光線照射方向會(huì)隨之發(fā)生變化。選中場(chǎng)景中的定向光源，在其Inspector面板中就會(huì)出現(xiàn)定向光源的設(shè)置面板。在設(shè)置面板中可以修改定向光源的位置、光照強(qiáng)度、光的顏色等參數(shù)。其內(nèi)部參數(shù)和PointLight上的Light組件基本相同，注意定向光光源在Forword渲染路徑下就可以支持實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)陰影。

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7.1光源7.1.2聚光燈光源和區(qū)域光源

聚光燈光源的照明范圍為一個(gè)椎體，類似于聚光燈發(fā)射出來(lái)的光線，并不會(huì)像點(diǎn)光源一樣向四周發(fā)射光線。區(qū)域光源是創(chuàng)建一片能夠發(fā)光的矩形區(qū)域，只有在光照烘焙完成后才能看到效果。第6頁(yè)

7.1光源1.聚光燈光源基礎(chǔ)知識(shí)聚光燈光源的添加可以通過(guò)點(diǎn)擊菜單欄中“GameObject”→“Light”→“SpotLight”菜單完成

選中場(chǎng)景中的聚光燈光源，在其Inspector面板中就會(huì)出現(xiàn)聚光燈光源的設(shè)置面板。在設(shè)置面板中可以修改聚光燈光源的位置，光照強(qiáng)度、光的顏色等參數(shù)，設(shè)置面板中參數(shù)的和PointLight上的Light參數(shù)相同，僅僅多了SpotAngle參數(shù)（用于燈光的角度調(diào)節(jié)）。

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7.1光源2.區(qū)域光光源基礎(chǔ)知識(shí)區(qū)域光光源的添加可以通過(guò)點(diǎn)擊菜單欄中“GameObject”→“Light”→“SpotLight”菜單完成，

區(qū)域光光源只能在光照烘焙完成后才能顯示出效果，一般情況區(qū)域光光源用來(lái)模擬燈管的照明效果。區(qū)域光光源無(wú)法實(shí)現(xiàn)Cookie效果，其余參數(shù)與其他光源完全相同。第8頁(yè)

7.2光照貼圖的烘焙和使用光照烘焙就是將場(chǎng)景中的光照信息渲染成貼圖，然后將烘焙完成后生成的貼圖再應(yīng)用到場(chǎng)景中的技術(shù)，此時(shí)光照信息已經(jīng)存儲(chǔ)在紋理貼圖中，不再需要CPU進(jìn)行計(jì)算，能大幅度提高性能。7.2.1光照設(shè)置點(diǎn)擊菜單欄中“Window”→“Light”即可打開(kāi)Light窗口，Light窗口中分三個(gè)板塊來(lái)控制Unity游戲開(kāi)發(fā)引擎中跟光照相關(guān)的參數(shù)第9頁(yè)

7.2光照貼圖的烘焙和使用1.Object板塊Object板塊主要是對(duì)Hierarchy面板中的對(duì)象進(jìn)行篩選，在Object面板中有四個(gè)按鈕分別為全部對(duì)象、光源、渲染器、地形，當(dāng)選中一個(gè)按鈕時(shí)，Hierarchy面板中就會(huì)僅顯示與當(dāng)前選擇的按鈕相匹配的對(duì)象。當(dāng)選擇Hierarchy面板中的對(duì)象時(shí)，在Object面板中就會(huì)顯示該對(duì)象與光照相關(guān)的參數(shù)控制列表。（1）Renderers——渲染器渲染器相關(guān)參數(shù)含義第10頁(yè)

7.2光照貼圖的烘焙和使用參數(shù)名含義參數(shù)名含義PreserveUVs保護(hù)光照?qǐng)DUV，若模型沒(méi)有在3DMax等建模軟件中展好UV，則這里必須勾選。AutoUVMaxDistance手動(dòng)設(shè)置UV的最大距離ImportantGI讓自發(fā)光的物體照射范圍更加大（在較大的場(chǎng)景中可能會(huì)用到）AutoUVMaxAngle手動(dòng)設(shè)置UV的最大角度AdvancedParameters設(shè)置光照?qǐng)D的質(zhì)量Lightmapstatic該選項(xiàng)表示選中的游戲?qū)ο笫欠駷镾tatic或LightmapStatic的，如果是，則該游戲?qū)ο髴?yīng)該參與到GI系統(tǒng)中計(jì)算光照ScaleInLightmap該值影響了用于選中對(duì)象的lightmap的像素?cái)?shù)目。1.0為默認(rèn)值，表示每個(gè)對(duì)象所占光照?qǐng)D像素的比率。可以通過(guò)此值來(lái)優(yōu)化光照?qǐng)D，減少不重要的對(duì)象的比例讓重要的物體占更多的光照?qǐng)D像素來(lái)優(yōu)化場(chǎng)景第11頁(yè)

7.2光照貼圖的烘焙和使用1.Object板塊（2）Terrain——地形圖7-19地形參數(shù)設(shè)置第12頁(yè)

7.2光照貼圖的烘焙和使用2.Scene板塊（1）EnvironmentLighing——環(huán)境光照環(huán)境光照相關(guān)參數(shù)含義參數(shù)名含義Skybox場(chǎng)景中使用的天空盒Sun太陽(yáng)光，可以為其指定一個(gè)定向光光源（DirectionalLight）AmbientSource環(huán)境光來(lái)源，在這里可以指定環(huán)境光是來(lái)源于天空盒、梯度還是指定顏色AmbientIntensity環(huán)境光的強(qiáng)度AmbientGI指定環(huán)境光的光照模式是實(shí)時(shí)光照還是烘焙，若下面的兩種GI模式?jīng)]有都開(kāi)啟，該選項(xiàng)的調(diào)節(jié)是沒(méi)有效果的ReflectionSource反射源，可以指定反射源是天空盒或者一個(gè)自定的立方體紋理圖ReflectionIntensity反射強(qiáng)度，設(shè)定來(lái)自天空盒或者立方圖紋理的反射強(qiáng)度ReflectionBounce反射計(jì)算次數(shù)第13頁(yè)

7.2光照貼圖的烘焙和使用2.Scene板塊（2）Precomputed

RealtimeGI——預(yù)計(jì)算實(shí)時(shí)全局光照預(yù)計(jì)算實(shí)時(shí)全局光照并不是用于光照烘焙，預(yù)先計(jì)算的實(shí)時(shí)全局光照系統(tǒng)能幫我們實(shí)時(shí)運(yùn)算復(fù)雜的場(chǎng)景光源互動(dòng)，透過(guò)這種方法，就能建立在昏暗的環(huán)境下帶有豐富的全局光照反射，并實(shí)時(shí)反映光源的改變。這對(duì)于硬件的要求是目前移動(dòng)端所無(wú)法達(dá)到的。（3）BakeGI——烘焙全局光照如果開(kāi)發(fā)過(guò)程中需要使用光照烘焙，那么就需要將該面板選中并取消Precomputed

RealtimeGI面板的勾選，全部勾選會(huì)造成大量的重復(fù)計(jì)算不利于提升性能。第14頁(yè)

7.2光照貼圖的烘焙和使用2.Scene板塊參數(shù)名功能BakedResolution烘焙分辨率，若該值為10就代表每個(gè)單位中分布著10個(gè)紋理元素BakedPadding在LightMap中不同物體的烘焙貼圖的間距Compressed是否壓縮光照?qǐng)D，在移動(dòng)設(shè)備上最好勾選上AmbientOcclusion烘培光照?qǐng)D時(shí)產(chǎn)生一定數(shù)量的環(huán)境阻光。環(huán)境阻光計(jì)算物體每一點(diǎn)被一定距離內(nèi)的其他物體或者一定距離內(nèi)自身物體的遮擋程度（用來(lái)模擬物體表面環(huán)境光及陰影覆蓋的比例，達(dá)到全局光照的效果）FinalGather控制從最終聚集點(diǎn)發(fā)射出的光線數(shù)量，較高的數(shù)值可以得到更好的效果第15頁(yè)

7.2光照貼圖的烘焙和使用2.Scene板塊（4）GeneralGI——全局光照的基本設(shè)置GeneralGI面板中對(duì)全局光照的設(shè)置參數(shù)能夠同時(shí)適用于Precomputed

RealtimeGI和BakedGI參數(shù)名功能DirectionalMode定向模式，默認(rèn)為定向，能夠滿足大部分的開(kāi)發(fā)需求，當(dāng)游戲中需要提升直接光和間接光對(duì)靜態(tài)物體的照射效果，那么就需要將其設(shè)置為DirectionalSpecular（定向鏡面模式）。IndirectIntensity用于調(diào)整靜態(tài)物體的自發(fā)光對(duì)其他物體的影響,以及Ambientlighting的強(qiáng)度.BounceBoost用于設(shè)置光線從一個(gè)物體反射到另一個(gè)物體時(shí)，被反射的光線的數(shù)量DefaultParameters用于修改關(guān)于光照的常規(guī)參數(shù)，其中有多個(gè)檔次供選擇，也可以進(jìn)行自定義AtlasSzie用于設(shè)置光照貼圖中分辨率的大小第16頁(yè)

7.2光照貼圖的烘焙和使用7.2.2光照烘焙案例1.案例效果圖7-24案例運(yùn)行效果第17頁(yè)

7.2光照貼圖的烘焙和使用7.2.2光照烘焙案例2.制作流程（1）首先打開(kāi)Unity集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，新建一個(gè)工程并重命名為“Light_Demo”，進(jìn)入工程后保存當(dāng)前場(chǎng)景并重命名為“Bake_Demo”。然后在場(chǎng)景中使用Unity內(nèi)置的多種簡(jiǎn)單幾何體搭建一個(gè)簡(jiǎn)易的場(chǎng)景即可，搭建完成后效果如圖7-25所示。圖7-25搭建簡(jiǎn)易場(chǎng)景第18頁(yè)

7.2光照貼圖的烘焙和使用7.2.2光照烘焙案例（2）場(chǎng)景搭建完成后，為了使其他光源的光照效果更突出，本案例中將場(chǎng)景中的定向光源去掉。將所有的3D對(duì)象設(shè)置為靜態(tài)對(duì)象，如圖7-26所示。并在其中添加多種光源進(jìn)行照明，將光源的烘焙模式均設(shè)置為Bake，如圖7-27所示。最后調(diào)整光源的位置以及朝向即可。

圖7-26將物體設(shè)置為靜態(tài) 圖7-27設(shè)置烘焙模式第19頁(yè)

7.2光照貼圖的烘焙和使用7.2.2光照烘焙案例（3）由于本案例僅作為演示，所以還需要對(duì)Light窗口中的部分參數(shù)進(jìn)行修改，使其能夠達(dá)到較好的視覺(jué)效果。首先打開(kāi)Light窗口，在Scene板塊中關(guān)閉預(yù)計(jì)算全局光照的功能，取消對(duì)光照烘焙貼圖的壓縮，并將定向模式修改為定向鏡面模式，如圖7-28、圖7-29所示。

圖7-28設(shè)置參數(shù)1 圖7-29設(shè)置參數(shù)2第20頁(yè)7.3反射探頭Unity5.0中新增了一種制作反射效果的“ReflectionProbe”功能，該功能通過(guò)場(chǎng)景中若干個(gè)反射采樣點(diǎn)來(lái)生成反射“Cubemap”，然后通過(guò)特定的著色器從“Cubemap”中采樣，從而實(shí)現(xiàn)反射效果。7.3.1反射探頭基本知識(shí)反射探頭的好處是其能夠捕捉所在位置各個(gè)方向的環(huán)境視圖，將所捕獲的圖像儲(chǔ)存為一個(gè)立方體紋理（Cubemap）。這樣物體會(huì)根據(jù)其所處的探頭的位置產(chǎn)生真實(shí)的反射效果。第21頁(yè)7.3反射探頭7.3.1反射探頭基本知識(shí)

圖7-30反射探頭設(shè)置面板1 圖7-31反射探頭設(shè)置面板2第22頁(yè)7.3反射探頭7.3.1反射探頭基本知識(shí)（1）反射探頭類型的選擇bake——烘焙：烘焙模式：這種模式類似于光照烘焙，當(dāng)反射探頭的位置和反射范圍設(shè)定完成后，將其反射信息烘焙到Cubemap（立方圖）中，這樣物體上的反射效果將會(huì)固定為烘焙時(shí)的反射探頭所捕捉到的環(huán)境視圖。

custom——自定義：自定義模式：默認(rèn)狀態(tài)下Custom模式的反射探頭和Baked模式的探頭的用法和效果基本相同的，不同的是自定義模式下可以通過(guò)開(kāi)啟DynamicObjects功能，使得沒(méi)有設(shè)置為ReflectionProbeStatic的動(dòng)態(tài)物體也能夠被反射探頭捕捉。而且自定義模式下，開(kāi)發(fā)人員可以為該反射探頭指定Cubemap（立方圖）。也就是說(shuō)，當(dāng)前處于A地區(qū)的反射探頭捕捉的環(huán)境視圖可以替換為，在B地區(qū)的反射探頭所捕捉到的環(huán)境視圖。第23頁(yè)7.3反射探頭7.3.1反射探頭基本知識(shí)（2）反射探頭的位置和大小探頭的移動(dòng)可以通過(guò)兩種方式進(jìn)行，一種就是通過(guò)移動(dòng)反射探頭在3D世界中的位置，一種是使用反射探頭組件提供的移動(dòng)工具，如圖7-36所示

探頭捕捉范圍的調(diào)整也可以通過(guò)兩種方式進(jìn)行，一種是使用反射探頭組件內(nèi)置的調(diào)節(jié)按鈕，如圖7-36所示。點(diǎn)擊該按鈕后在包圍探頭的正方體的每一個(gè)面上都有一個(gè)點(diǎn)，如圖7-35所示，可以通過(guò)拖動(dòng)它們來(lái)改變捕捉范圍。另一種就是修改其中的Size參數(shù)，也同樣可以調(diào)節(jié)捕捉范圍。第24頁(yè)7.3反射探頭7.3.1反射探頭基本知識(shí)

圖7-35范圍調(diào)節(jié)點(diǎn) 圖7-36范圍、位置調(diào)節(jié)工具第25頁(yè)7.3反射探頭7.3.1反射探頭基本知識(shí)（3）無(wú)限反射過(guò)去使用“Reflectionmapping”來(lái)制作的反射效果，但是這種方法具有局限性，它無(wú)法實(shí)現(xiàn)自身的反射。而反射探頭是能夠捕捉所在位置各個(gè)方向的環(huán)境視圖，將所捕獲的圖像儲(chǔ)存為一個(gè)立方體紋理（Cubemap）。這樣物體會(huì)根據(jù)其所處的探頭的位置產(chǎn)生真實(shí)的反射效果。點(diǎn)擊菜單欄中“Window”→“Lighting”，打開(kāi)Light窗口，在其“Scene”面板中“EnvironmentLighting”卷展欄下的“ReflectionBounces”屬性就是用來(lái)控制反射的次數(shù)，最大為相互反射5次。第26頁(yè)7.3反射探頭7.3.2反射探頭案例開(kāi)發(fā)1.案例效果

圖7-37案例運(yùn)行效果1 圖7-38案例運(yùn)行效果2第27頁(yè)7.3反射探頭7.3.2反射探頭案例開(kāi)發(fā)2.制作流程（1）首先打開(kāi)Unity集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，新建一個(gè)工程并重命名為“ReflectionProbe_Demo”，進(jìn)入工程后保存當(dāng)前場(chǎng)景并重命名為“ReflectionProbe_Demo”，然后在Assets目錄下新建兩個(gè)文件夾分別命名為“Texture”和“C#”，分別用來(lái)放置紋理圖和腳本文件，如圖7-39所示。

圖7-39目錄結(jié)構(gòu)第28頁(yè)7.3反射探頭7.3.2反射探頭案例開(kāi)發(fā)2.制作流程（2）接下來(lái)開(kāi)始搭建場(chǎng)景，首先將需要使用的紋理貼圖導(dǎo)入到Texture文件夾中，然后在場(chǎng)景中創(chuàng)建Plane、Cube、Sphere、Cylinder和Capsule四中幾何體，將其擺放到合適的位置并為其添加紋理貼圖，完成后效果如圖7-40所示。圖7-40搭建場(chǎng)景第29頁(yè)7.3反射探頭7.3.2反射探頭案例開(kāi)發(fā)2.制作流程（3）完成后點(diǎn)擊菜單欄中“GameObject”→“Light”→“ReflectionProbe”創(chuàng)建一個(gè)反射探頭并將其放置在場(chǎng)景的中間位置，為了使反射效果更突出，將反射探頭設(shè)置面板中的Cubemap分辨率設(shè)置為1024*1024，并使用實(shí)時(shí)模式，如圖7-41、圖7-42所示。圖7-41設(shè)置反射探頭模式 圖7-42設(shè)置Cubemap分辨率第30頁(yè)7.3反射探頭7.3.2反射探頭案例開(kāi)發(fā)2.制作流程（4）接下來(lái)向場(chǎng)景中添加用于呈現(xiàn)反射效果的球體，在場(chǎng)景中新建一個(gè)球體，調(diào)節(jié)其位置和大小使其能夠?qū)⒎瓷涮筋^包含在內(nèi)，然后為其添加一張純色的紋理貼圖，案例中使用的是白色紋理。在其Inspector面板的材質(zhì)編輯器中將Metallic和Smoothness均調(diào)節(jié)為1，使其反射效果更好，如圖7-43所示。

圖7-43調(diào)節(jié)材質(zhì)編輯器 第31頁(yè)7.3反射探頭7.3.2反射探頭案例開(kāi)發(fā)2.制作流程（5）完成后應(yīng)該就能夠看到反射探頭所產(chǎn)生的效果已經(jīng)應(yīng)用到了這個(gè)球體之上，因?yàn)樵谠撉蝮w的MeshRenderer（網(wǎng)格渲染器）中已經(jīng)將當(dāng)前場(chǎng)景中的反射探頭綁定到了該球體上，如圖7-44所示。接下來(lái)就需要編寫(xiě)腳本來(lái)控制攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)，在C#文件夾下右鍵→Create→C#Script創(chuàng)建一個(gè)C#腳本并重命名為“Demo”。雙擊腳本進(jìn)入腳本編輯器編輯代碼，具體代碼如下。圖7-44設(shè)置網(wǎng)格渲染器第32頁(yè)7.3反射探頭7.3.2反射探頭案例開(kāi)發(fā)代碼usingUnityEngine;2 usingSystem.Collections;3 publicclassDemo:MonoBehaviour{4 voidUpdate(){5Camera.main.transform.RotateAround(this.transform.position,Vector3.up,0.3f);6 }}（6）腳本編寫(xiě)完成后保存并退出，在Unity集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中將編寫(xiě)好的Demo腳本綁定到球體上即可（可以通過(guò)將腳本拖拽到球體對(duì)象上來(lái)完成綁定）第33頁(yè)7.4法線貼圖7.4.1法線貼圖的基本知識(shí)法線貼圖就是在原物體凹凸表面的每個(gè)點(diǎn)上均作法線，通過(guò)RGB顏色通道來(lái)標(biāo)記法線的方向，對(duì)于視覺(jué)效果而言，它的效率比原有的凹凸表面更高。若在特定位置上應(yīng)用光源，可以讓細(xì)節(jié)程度較低的表面生成高細(xì)節(jié)程度的精確光照方向和反射效果。（1）法線貼圖（Normalmapping）在三維計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中，是凹凸貼圖（Bumpmapping）技術(shù)的一種應(yīng)用，法線貼圖有時(shí)也稱為“Dot3(仿立體)凹凸紋理貼圖”。凹凸與紋理貼圖對(duì)于現(xiàn)有模型的法線添加擾動(dòng)的方式不同，法線貼圖要完全更新法線。（2）法線貼圖將具有高細(xì)節(jié)的模型通過(guò)映射烘焙出法線貼圖，然后貼在低端模型的法線貼圖通道上，使其表面擁有光影分布的渲染效果，能大大降低表現(xiàn)物體時(shí)需要的面數(shù)和計(jì)算內(nèi)容。

第34頁(yè)7.4法線貼圖7.4.2在Unity中使用法線貼圖1.案例效果

圖7-47Diffuse紋理圖效果 圖7-48Normal紋理圖效果第35頁(yè)7.4法線貼圖7.4.2在Unity中使用法線貼圖2.開(kāi)發(fā)流程（1）打開(kāi)Unity游戲開(kāi)發(fā)引擎，利用Ctrl+N快捷鍵新建一場(chǎng)景并保存為“NormalmapDemo”。在Assets目錄下新建兩個(gè)文件夾，分別重命名為“Materials”和“Texture”。將事先準(zhǔn)備好的箱子圖片以及其法線貼圖導(dǎo)入進(jìn)Texture文件夾，資源結(jié)構(gòu)布局如圖7-49所示。

圖7-49資源結(jié)構(gòu)布局

第36頁(yè)7.4法線貼圖7.4.2在Unity中使用法線貼圖2.開(kāi)發(fā)流程（2）選中NingMong_NRM法線貼圖，在Inspector面板可以看到其屬性參數(shù)，其中Bumpiness表示的是法線貼圖的凹凸程度，可以通過(guò)滑塊來(lái)調(diào)整當(dāng)前的數(shù)值，點(diǎn)擊Apply應(yīng)用，如圖7-50所示。在Scene中新建一個(gè)Plane，并在Plane上放置兩個(gè)Cube并賦于不同貼圖作比較。圖7-50法線貼圖參數(shù)第37頁(yè)7.4法線貼圖7.4.2在Unity中使用法線貼圖2.開(kāi)發(fā)流程（3）在Materials文件夾中右擊→Create→Material菜單新建兩個(gè)材質(zhì)球，如圖7-51所示。將其分別命名為“Diffuse”、“Normaterial”。選中Diffuse材質(zhì)球，將木箱的紋理圖拖拽到Albedo參數(shù)下（采用默認(rèn)的著色器）。如圖7-52所示。

圖7-51創(chuàng)建材質(zhì)球 圖7-52添加紋理圖第38頁(yè)7.4法線貼圖7.4.2在Unity中使用法線貼圖2.開(kāi)發(fā)流程（4）選中Normaterial材質(zhì)球，將其著色器修改為L(zhǎng)egacyShaders/BumppedDiffuse，并將木箱紋理圖拖拽到Base中，將法線貼圖拖拽到Normalmap中，如圖7-53所示。將兩種材質(zhì)球分別賦給之前創(chuàng)建的兩Cube。圖7-53法線貼圖材質(zhì)球第39頁(yè)7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能7.5.1光照系統(tǒng)中的小功能1.基礎(chǔ)知識(shí)（1）Unity中支持多種渲染路徑，不同的渲染路徑有不同的性能和效果，大多數(shù)都是影響光照和陰影的。點(diǎn)擊Edit→Project→Player菜單，在Inspector面板中的OtherSetting卷展欄下RenderingPath中設(shè)置渲染路徑Forward：該渲染路徑也是Unity的預(yù)設(shè)渲染路徑，在該渲染路徑下，每個(gè)對(duì)象的著色是根據(jù)影響對(duì)象的燈光，通過(guò)“Pass”來(lái)著色。這個(gè)渲染路徑的優(yōu)點(diǎn)是快速，硬件要求低，可以快速處理透明度。然而其缺點(diǎn)是有大量光源的復(fù)雜場(chǎng)景中效率反而會(huì)降低。第40頁(yè)7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能7.5.1光照系統(tǒng)中的小功能1.基礎(chǔ)知識(shí)Deferred：該路徑為延遲渲染路徑，延遲了光的遮蔽與混合信息直到第一次接收到表面的位置發(fā)現(xiàn)材質(zhì)數(shù)據(jù)著色到一個(gè)“幾何緩沖器（G-buffer）”作為一個(gè)屏幕空間的貼圖。該方法的優(yōu)點(diǎn)是照明的著色成本和像素?cái)?shù)量成正比，而非燈光數(shù)量，所以非常適合在有大量“realtime”模式的光源存在時(shí)顯示真實(shí)的光照和陰影，但是需要較高的硬件水平支持。LegacyVertexLit：頂點(diǎn)照明渲染路徑通常在一個(gè)pass中渲染物體，所有的光源照明都是在物體的頂點(diǎn)上計(jì)算的。該渲染路徑是最快速的并且具有最廣泛的硬件支持。LegacyDefferred（lightprepass）：該渲染和Defferred渲染路徑非常相似，只是采用了不同的手段去實(shí)現(xiàn)第41頁(yè)7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能7.5.1光照系統(tǒng)中的小功能1.基礎(chǔ)知識(shí)（2）Flare鏡頭光暈也成為耀斑，是模擬相機(jī)鏡頭內(nèi)的一種光線折射的效果，常用來(lái)表示非常明亮的燈光。添加鏡頭光暈最簡(jiǎn)單的方法是在燈光Light組件下的Flare選項(xiàng)中賦于耀斑效果。（3）CullingMask光照過(guò)濾是光照系統(tǒng)中一個(gè)較為實(shí)用的小功能，經(jīng)常會(huì)被用到。比如場(chǎng)景中不想讓某些物體受到某個(gè)光源的影響、需要某盞燈專門為某個(gè)對(duì)象提供光照等情況就需要使用光照過(guò)濾（CullingMask），將該物體置于某一層，將燈光遮罩該層即可。第42頁(yè)7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能7.5.1光照系統(tǒng)中的小功能2.案例效果圖7-59案例效果圖第43頁(yè)7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能7.5.1光照系統(tǒng)中的小功能3.開(kāi)發(fā)流程（1）打開(kāi)Unity集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，首先導(dǎo)入標(biāo)準(zhǔn)資源包中的鏡頭光暈效果，在Assets中右擊→ImportPackage→Effects，在彈出的Importingpackage面板中點(diǎn)擊導(dǎo)入即可。如圖7-60所示。在Assets目錄下新建一個(gè)文件夾并重命名為“Texture”。

圖7-60導(dǎo)入鏡頭光暈效果圖

第44頁(yè)7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能7.5.1光照系統(tǒng)中的小功能3.開(kāi)發(fā)流程（2）將開(kāi)發(fā)過(guò)程中需要用到的立方體的紋理圖拖拽到Texture文件夾中，點(diǎn)擊GameObject→3DObject→Plane菜單，在場(chǎng)景中創(chuàng)建一個(gè)地板，如圖7-61所示。重復(fù)相同步驟再次創(chuàng)建兩個(gè)Cube，并分別重命名為“Cubeone”和“Cubetwo”，并調(diào)整這三個(gè)對(duì)象的位置，使其接近于攝像機(jī)。

圖7-61創(chuàng)建Plane第45頁(yè)7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能7.5.1光照系統(tǒng)中的小功能3.開(kāi)發(fā)流程（3）將Texture中的紋理圖拖拽到Cubeone游戲?qū)ο蟮纳希⑵渲黝愋托薷臑镸obile/BumpedDiffuse，如圖7-62所示。這時(shí)將Texture中的Material材質(zhì)球拖拽到Cubetwo中即可實(shí)現(xiàn)紋理圖的添加。如圖7-63所示。

圖7-62修改著色器類型 圖7-63利用材質(zhì)球貼圖第46頁(yè)7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能7.5.1光照系統(tǒng)中的小功能3.開(kāi)發(fā)流程（4）利用快捷鍵Ctrl+Shift+N新建一個(gè)空游戲?qū)ο螅{(diào)整其位置在兩個(gè)Cube的左后方。點(diǎn)擊Component→Effects→LensFlare菜單，為其添加該組件，如圖7-64所示。將標(biāo)準(zhǔn)資源包中的某個(gè)耀斑效果圖拖拽到該組件的Flare參數(shù)中，效果如圖7-65所示。

圖7-64添加LensFlare組件 圖7-65添加耀斑效果第47頁(yè)7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能7.5.1光照系統(tǒng)中的小功能3.開(kāi)發(fā)流程（5）在指定耀斑參數(shù)后，可以通過(guò)調(diào)整GameObject的位置以及旋轉(zhuǎn)角度來(lái)改變鏡頭光暈的位置和朝向，效果如圖7-66所示。選中Cubeone游戲?qū)ο螅谄鋵傩悦姘逯械挠疑辖堑腖ayer一欄中，點(diǎn)開(kāi)下拉列表，選擇AddLayer…菜單，如圖7-67所示。

圖7-66鏡頭光暈效果 圖7-67添加層次第48頁(yè)7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能7.5.1光照系統(tǒng)中的小功能3.開(kāi)發(fā)流程（6）在彈出的屬性面板中，前七個(gè)是系統(tǒng)默認(rèn)的層次無(wú)法更改。選擇第八個(gè)輸入“Cubeone”，如圖7-68、圖7-69所示。創(chuàng)建完成后將Cubeone游戲?qū)ο蟮腖ayer修改為Cubeone，如圖7-70所示。這時(shí)層次的添加就完成了。

圖7-68添加Layer1 圖7-69添加Layer2第49頁(yè)7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能7.5.1光照系統(tǒng)中的小功能3.開(kāi)發(fā)流程（7）修改完成后，選中場(chǎng)景中的DirectionalLight光源，在Light組件中修改CullingMask參數(shù)，將Cubeone層次取消勾選即可實(shí)現(xiàn)光照過(guò)濾的功能，如圖7-71所示。利用該功能還可以實(shí)現(xiàn)特定的光源給特定物體進(jìn)行照射的功能。

圖7-70給定特定的層次 圖7-71光照過(guò)濾功能第50頁(yè)7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能7.5.2陰影的設(shè)置1.陰影質(zhì)量Unity中使用“陰影貼圖（Shadowmaps）”來(lái)顯示陰影Unity游戲開(kāi)發(fā)引擎提供兩種陰影模式（ShadowType）分別為HardShadow和SoftShadow，在相同燈光照射下以及同等的貼圖分辨率，HardShdow模式下的陰影效果十分的生硬并且?guī)в忻黠@的抗鋸齒，下面給出四種不同情況下的陰影貼圖，如圖7-73所示。

第51頁(yè)7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能7.5.2陰影的設(shè)置2.QualitySettings面板點(diǎn)擊Edit→Project

Settings→Quality菜單，進(jìn)入QualitySetting面板即可進(jìn)行分辨率的設(shè)置。如圖7-47、7-75所示。Shadows具體參數(shù)如表7-7所列。

圖7-74打開(kāi)質(zhì)量設(shè)置面板 圖7-75Shadows設(shè)置參數(shù)第52頁(yè)7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能7.5.2陰影的設(shè)置2.QualitySettings面板

表7-7陰影質(zhì)量參數(shù)設(shè)置參數(shù)名含義Shadows設(shè)置陰影的類型ShadowResolution陰影的分辨率，可以將分辨率設(shè)置為：低、中、高、極高，分辨率越高，處理開(kāi)銷越大ShadowProjection陰影投射，平行光的投射陰影有兩種方式：CloseFit渲染高分辨率陰影，但是相機(jī)移動(dòng)時(shí)，陰影會(huì)稍微擺動(dòng)；StableFit渲染的陰影分辨率低，但是不會(huì)在相機(jī)移動(dòng)時(shí)擺動(dòng)ShadowDistance相機(jī)的最大陰影可見(jiàn)距離，超過(guò)這個(gè)距離的陰影不會(huì)被計(jì)算ShadowCascades陰影層疊，層疊數(shù)目越高，陰影質(zhì)量越好，計(jì)算開(kāi)銷越大第53頁(yè)7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能7.5.2陰影的設(shè)置

3.陰影性能Unity中降低陰影消耗的常用方法如下（1）使用光照貼圖（2）分辨率和陰影模式的設(shè)置（3）設(shè)置陰影距離

第54頁(yè)7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能7.5.3LightProbes光探頭1.基礎(chǔ)知識(shí)LightProbes的原理是在場(chǎng)景中放上若干個(gè)采樣點(diǎn)，收集采樣點(diǎn)周圍的明暗信息，然后在附近幾個(gè)點(diǎn)圍成的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行差值，當(dāng)動(dòng)態(tài)的游戲?qū)ο笪挥谶@些區(qū)域內(nèi)時(shí)會(huì)根據(jù)位置返回差值結(jié)果也就是其所受的光照結(jié)果。這種做法并不會(huì)消耗太多的性能，也能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)物體和靜態(tài)場(chǎng)景光照效果的相互融合。

第55頁(yè)7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能7.5.3LightProbes光探頭2.案例效果

圖7-76未接受光探頭的光影效果 圖7-77接受光探頭的光影效果第56頁(yè)7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能7.5.3LightProbes光探頭3.開(kāi)發(fā)流程（1）光探頭存在的價(jià)值是為了解決動(dòng)態(tài)物體與烘焙好的Lightingmap場(chǎng)景光照突兀的問(wèn)題，首先搭建一個(gè)簡(jiǎn)單的場(chǎng)景。利用Unity中簡(jiǎn)單的幾何體搭建一個(gè)場(chǎng)景，效果如圖7-78所示。圖中綠色的長(zhǎng)方體為自發(fā)光物體。

圖7-78搭建創(chuàng)建效果圖

第57頁(yè)7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能7.5.3LightProbes光探頭（2）在場(chǎng)景搭建過(guò)程中，需要給每個(gè)游戲?qū)ο筇砑硬馁|(zhì)。這里以自發(fā)光物體和長(zhǎng)方體為例介紹材質(zhì)球的創(chuàng)建過(guò)程。在Assets目錄下新建一文件夾并重命名為“Materials”，在該文件夾下右擊→Create→Material，并重命名為“blue”，在其Albedo參數(shù)中將顏色修改為藍(lán)色，如圖7-79所示。

圖7-79修改材質(zhì)球顏色第58頁(yè)7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能7.5.3LightProbes光探頭（3）根據(jù)步驟2再次新建一名為Yingguang-green的材質(zhì)球，將其著色器參數(shù)修改為L(zhǎng)egacyShaders/Self–Illumin/Diffuse，并在MainColor參數(shù)中將顏色修改為淡綠色，將該發(fā)光材質(zhì)球指定給創(chuàng)建的小長(zhǎng)方體，如圖7-80所示。

圖7-80創(chuàng)建自發(fā)光材質(zhì)球第59頁(yè)7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能7.5.3LightProbes光探頭（4）至此，場(chǎng)景的搭建就完成了，將場(chǎng)景中的所有游戲?qū)ο髽?biāo)志為靜態(tài)物體，對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行烘焙（具體過(guò)程已經(jīng)在前面章節(jié)詳細(xì)介紹過(guò)，有需要的可以參考前面講解的知識(shí)）。利用Ctrl+Shift+N創(chuàng)建一個(gè)空游戲?qū)ο螅c(diǎn)擊Component→Rendering→LightProbesGroup菜單添加光探頭組件，如圖7-81所示。

圖7-81添加LightProbesGroup組件第60頁(yè)7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能7.5.3LightProbes光探頭（5）下面就要為游戲場(chǎng)景布置采樣點(diǎn)了。點(diǎn)擊“LightProbeGroup”組件中的“AddProbe”按鈕，Scene窗口中就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)新的“小球”，接下來(lái)將該小球移動(dòng)到場(chǎng)景中的某個(gè)位置即可完成其擺放，點(diǎn)擊“DuplicateSelected”按鈕可以復(fù)制一個(gè)當(dāng)前選中的采樣點(diǎn)。（6）重復(fù)第5步操作，直到場(chǎng)景中大部分陰影比較凸顯的地方都放置有采樣點(diǎn)，如圖7-82所示。其中很多用紫色的線連起來(lái)的黃色的“小球”就是設(shè)置的采樣點(diǎn)，注意采樣點(diǎn)的多少并不會(huì)影響性能。采樣點(diǎn)放置完畢后，需要再次烘焙游戲場(chǎng)景，所有的采樣點(diǎn)都賦予了其所在位置的光影信息。

圖7-82采樣點(diǎn)的設(shè)置

第61頁(yè)7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能7.5.3LightProbes光探頭（7）接下來(lái)可以測(cè)試一下LightProbe的功能，創(chuàng)建一個(gè)小球并將其擺放到場(chǎng)景中的各個(gè)位置，觀察其光影效果是否和有區(qū)別。首先將小球擺放到場(chǎng)景中具有發(fā)光材質(zhì)的地方。開(kāi)關(guān)其MeshRenderer組件中的UseLightProbes參數(shù)，如圖7-83所示，并觀察其區(qū)別。

圖7-83是否啟用LightProbes效果第62頁(yè)7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能7.5.3LightProbes光探頭4.LightProbes應(yīng)用細(xì)節(jié)（1）采樣點(diǎn)的工作原理是將場(chǎng)景空間劃分為多個(gè)相鄰的四面體空間，為了能夠合理的劃分出空間以便進(jìn)行正確的差值，所以需要注意不要將所有采樣點(diǎn)放置在同一個(gè)平面上，這樣會(huì)導(dǎo)致無(wú)法劃分空間。（2）當(dāng)動(dòng)態(tài)物體只能在一定的高度下活動(dòng)時(shí)，在其高度的上方就沒(méi)有必要布置多個(gè)采樣點(diǎn)了。當(dāng)然也不能將所有的采樣點(diǎn)布置的太低，這樣就無(wú)法劃分空間了。

第63頁(yè)7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能7.5.4Cooike

燈光中的Cookies是一個(gè)很有趣的功能。在很早的電影或戲曲中燈光特效就被用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)沒(méi)有真實(shí)存在的物體的印模或輪廓，比如叢林中產(chǎn)生的假象的樹(shù)冠陰影、監(jiān)獄中欄桿的陰影等，這些效果效果可以極大地提升場(chǎng)景的真實(shí)感。Unity也支持這種效果，就是燈光中的Cookies參數(shù)，如圖7-84所示。圖7-84Cookies效果7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能

Cookies的使用非常簡(jiǎn)單，在平行光光源中只要把一張帶有透明通道的紋理圖或者灰度圖拖到光源上的Cookies上即可在畫(huà)面中看到效果。新導(dǎo)入的紋理圖資源要進(jìn)行設(shè)置，點(diǎn)擊圖片后在Inspector面板中勾選上AlpharomGrayscale選項(xiàng)即可，如圖7-85所示。根據(jù)需要也可以設(shè)置其卷繞模式。此處Cookies灰度圖如圖7-86所示。圖7-85平行光源的Cookies圖7-86Cookies圖片7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能7.5.5CullingMask光照過(guò)濾

光照過(guò)濾是燈光系統(tǒng)中一個(gè)較為簡(jiǎn)單的小功能，但是經(jīng)常會(huì)被用到。比如場(chǎng)景中不想讓某些物體受到某個(gè)光源的影響、需要某盞燈專門為某個(gè)對(duì)象提供光照等情況就需要使用光照過(guò)濾（CullingMask）了。如圖7-87所示，場(chǎng)景中的球被光照剔除掉，不管場(chǎng)景中的燈光如何調(diào)整也不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生光照和陰影；而同樣處于場(chǎng)景中的立方體則正常接受光照。

圖7-87光照過(guò)濾示意圖7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能光照過(guò)濾的設(shè)置也比較簡(jiǎn)單，將不需要的光照的物體放在某個(gè)層中，然后在燈光對(duì)該層過(guò)濾光照即可。具體步驟如下。（1）首先搭建所需要的場(chǎng)景。依次創(chuàng)建一個(gè)球（Sphere）、立方體（Cube）和一個(gè)平面（Plane），將其擺放到合適的位置后創(chuàng)建一個(gè)平行光光源（DirectionalLight）。（2）層的創(chuàng)建。選中球（Sphere）游戲?qū)ο螅瑔螕羝銲nspect面板中的右上的Layer卷展欄會(huì)顯示出當(dāng)前場(chǎng)景中的所有層，單擊最下方的AddLayer按鈕，如圖7-88所示，在新出現(xiàn)的面板中新輸入一個(gè)層，如圖7-89所示。創(chuàng)建完后將球游戲?qū)ο蠊催x為該層。（3）最后選中場(chǎng)景中的光源，在其Light組件中的CullingMask選項(xiàng)中取消對(duì)球坐在層Sphere層的勾選，這樣場(chǎng)景中的球以及所有處于Sphere層的游戲?qū)ο蠖疾粫?huì)受到這個(gè)光源的影響了。7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能圖7-87光照過(guò)濾示意圖圖7-88添加層圖7-89輸入層的名稱7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能7.5.6基于物理的著色

為了表現(xiàn)出真實(shí)的燈光效果，基于物理的著色模仿了物理過(guò)程，包括能量?jī)?chǔ)存（意味著物體反射的光源不大于它接受的光源）、Fresnel反射（視線不垂直于物體表面時(shí)，夾角越小，反射越明顯），以及表面的遮蔽（來(lái)自物理學(xué)術(shù)語(yǔ)）等。

1.基礎(chǔ)知識(shí)

基于物理的著色（PBS）是用模擬現(xiàn)實(shí)的方法呈現(xiàn)出材質(zhì)和燈光之間的互相作用，基于用戶的逼真的視覺(jué)效果。基于物理學(xué)的著色思路是給用戶營(yíng)造出連續(xù)性，并且看上去是在不同燈光控制下的下效果，模仿了燈光在真實(shí)情境下的行為，而不需要使用過(guò)多的專業(yè)工具。Unity中包含的Standard著色器和完整的PBS一起使用時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)很好的畫(huà)面效果，真是地模擬出石頭、陶瓷、黃銅及橡膠等材質(zhì)，甚至模擬皮膚、頭發(fā)、布料等材質(zhì)。7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能2．案例效果

本案例通過(guò)簡(jiǎn)單的場(chǎng)景介紹基于物理的著色的效果，通過(guò)添加物體的材質(zhì)和位置合適的光照，即可觀察到逼真的物體。打開(kāi)資源包中第7章目錄下的PBS_Demo\Assets\PBS_Demo.exe場(chǎng)景即可查看隨書(shū)案例。案例效果如圖7-90和圖7-91所示。圖7-90案例效果圖圖7-91案例部分細(xì)節(jié)圖7.5Unity3D光照系統(tǒng)中的高級(jí)功能3．開(kāi)發(fā)流程

通過(guò)查看上述兩幅效果圖，可以看出船材質(zhì)逼真的效果，本案列通過(guò)使用船的材質(zhì)圖和合適的燈光位置創(chuàng)建了真實(shí)的場(chǎng)景畫(huà)面。案例的具體開(kāi)發(fā)步驟如下。（1）首先打開(kāi)Unity集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，新建一個(gè)工程并重命名為“PBS_Demo”，進(jìn)入工程后保存當(dāng)前場(chǎng)景并重命名為“Demo”。然后在Project窗口中單擊鼠標(biāo)右鍵選擇Create→3DObject→Plane創(chuàng)建一個(gè)平面，調(diào)整合適的大小，接下來(lái)選擇Create→Material創(chuàng)建一個(gè)材質(zhì)并命名為“grass”,并為平面添加材質(zhì)，如圖7-92所示。圖