Unity填坑-灯光烘焙相关

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前言

项目组对灯光烘焙那块参数以及工作流程有一定疑问，单独抽时间把整个机制做了一次单独的调研，错漏之处恳请指点。

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一、Light的模式

Unity中的Light模式分为三种：

实时，混合，烘焙。
这三种要结合在Lighting设置一起工作来看。

二、光的效果分类

一种是直接光照，即光直接照到物体上，反射到相机里。
二种是全局光，即光照到物体上，再反射到其他物体上，如此再反射到相机里的光。
三种是环境光，即没有任何灯的情况下，场景还会被天空盒、环境设置的光等照亮的光。

三、各种Light模式与烘焙的说明

1.Realtime,实时光

在运行时，直接对场景物体进行光照，产生高光、漫反射、阴影等实时效果。这时Light的变化，会带来场景物体接受灯光的实时变化。
备注：其中阴影通过实时的阴影深度图实现。

这个灯和Lighting设置有关系的是设置RealtimeLighting开启（即实时全局光），后面单独说这个设置的流程。

2.baked,烘焙光

提前利用这个灯的信息在场景里面找到设置Static(特别是ContributeGI)的物体，进行整个场景烘焙，得到场景的烘焙信息数据：光照贴图、光照方向、光照信息、ShadowMask贴图、光照探针的信息。其中光照贴图，会因为Lighting设置不同，生成不同的光照贴图（比如：用于采样间接光的间接光照贴图，用于实时计算间接光的物体位置信息贴图，用于阴影采样计算的ShadowMask贴图）。
需要注意的是，当场景中没有进行烘焙时（即没有烘焙数据时），baked光等同于Realtime光。
如果已经烘焙出了场景的各种贴图，那么baked光就无用了，在运行时无论是开启还是关闭都没有任何效果。
运行时，对应标记的物体，会直接去采样这些贴图信息（在shader中会有不同关键字去开启对应的流程）然后进行渲染显示各种效果。

3.mixed,混合

字面意思就是又有烘焙光的功能，又有实时光的功能。对于动态物体，它就是提供Realtime光的功能，提供实时照明效果。

对于标记了静态(特别是ContributeGI)的物体，要根据Lighting设置中的，MixedLighting设置会有不同效果。
如果LightMode是：BakedIndirct，烘焙只会包含间接光照数据，那么这些静态物体在渲染时，会去间接光照贴图中采样间接光照，从而显示出逼真的效果。

此时，如果灯光Light的RealtIme部分会产生实时阴影、高光漫反射等效果，即光源变化时，阴影等效果都会跟随变化，而间接光（比如上图中的泛红色部分不会变化）。

LightMode:subtractive，直接光与间接光效果都会进入烘焙贴图中，从而运行时这些静态直接采样这些贴图进行渲染，这个mix灯产生的直直接光与间接光效果（与baked灯效果一样，但是这个mix灯还可以对其他动态物体进行直接光照效果）都进入贴图。此时移动这个灯，不会产生任何变化。

LightMode:Shadowmask，比BakedIndirct多一个shadowMask贴图。即阴影也会进入到贴图信息中。此时需要关注Project中Quality设置的阴影模式，如果是shadowMask，那么这个静态物体产生的阴影会从贴图中读取，意味着mix的灯变化的话，阴影不会有任何变化。

如果Quality设置为Distance ShadowMask，那么在近距离内，阴影为mix灯产生的实时阴影，远距离时，会变为采样shadowMask中的阴影信息产生阴影。这个距离指的是摄像机与阴影的距离，在URP中的MaxDistance设置。

四、实时全局光

如果开启了实时全局光，那么烘焙会烘焙出静态物体的位置信息贴图数据，且关联的是场景中LightMode为Realtime的光。烘焙好之后，当这些灯（realtime）发生变化时，全局光也会相应的变化。可以理解为实时渲染出全局光照贴图，供给这些静态物体进行渲染，产生更加逼真的效果。

五、其他说明

1.动态物体的全局光照效果

可以看到以上并没有实时的全局光照给动态物体的，所以需要额外的手段进行烘焙，即光照探针贴图，他可以收集场景中的光照信息，并且投射给接受全局光照为光照探针的场景物体。此时物体移动（只勾选了全局光照的信息）可以接受来自光照探针的全局光照信息。同样的，当全局光照为实时，光照探针的光照信息也会跟随光变化。

反射探针与光照探针原理类似，它会收集探针的六个面，进行投射，从而采样。

默认情况下，动态物体的全局光照（间接光）都是来自于光照探针，如图：

如果要改成来自于光照贴图，那么就需要让其贡献全局光照将其信息烘焙到对应的贴图中（开启了static选项，所以就没有动态的间接光的效果了）。

2.手机使用烘焙注意的点

手机由于性能问题，不建议开启实时全局光照。同时有时候烘焙效果，在手机内有很大差异，原因在于光照贴图的格式，在手机与PC上格式不一样，设置LightMap的Encoding时会有不同的编码格式，注意设置光照强度，手机上光照强度超过一定值都会被限制到一定数值内，从而导致与PC上看起来相差很大。所以一定要注意物体表面烘焙的光照强度。

3.其他设置

Lightmapping Settings:光照贴图的生成设置，对照Unity文档就能知道差异
Workflow Settings:光照探针的一些可视化设置。

Environment设置，环境光照的一些设置，环境光设置后，可以保证场景中没有灯，也会被环境光照亮。