Unity3d——4种灯光的简介

古城微笑少年丶 2024-04-18 06:10 65阅读 0赞

灯光Light  
一、简介   
光源 (Lights) 是每个场景的重要组成部分。网格和纹理决定了场景的形状和外观，而光源则决定了三维环境的颜色和氛围。您可能会在每个场景中使用多个光源。让它们一起工作需要一些实践，但结果却相当惊人。   
二、灯光类型   
Unity 5.5中有 4 种灯光。创建灯光的方式同创建其他游戏对象的方式相似：   
   
（1）Directional

方向光源。这种类型的灯光可以被放置在无穷远处，可以影响场景中的一切游戏对象，类似于自然界中太阳光的照明效果。“定向光”非常适合用来模拟阳光，它的特性就像是个太阳，定向光能从无限远的距离投射光源到场景，从定向光发出来的光线是互相平行的，也不会像其他种光源会分岔，结果就是不管对象離定向光源多远，投射出来的阴影看起来都一样，这其实对户外场景的照明很有利。定向光没有真正的光源坐标，放置在场景任何地点都不会影响光的效果，只有旋转会影响定向光的照射结果。其他有光源坐标的灯光类型，例如投射灯(Spotlights),角色阴影会因为接近或远离光源而改变，这也许在照亮室内环境时会是个问题，一般来说，避免角色太接近隐形的光源，我们会建立一个亮点来假装光源.使用定向光不用考虑距离，不管多远它都会影响场景所有的表面(除非被剔除)，当使用延迟(Deferred)著色路径时会造成一些效能损耗，要注意的是，使用这个著色路径时，光的效能代价和他影响的像素数目是成正比的，但虽然需要消耗效能，起码结果较为统一，因此比较容 易调整平衡。 在预设情况下，新的场景都会附带一盏定向光，在Unity里还会与天空盒系统关联(Lighting->Scene->Skybox)，你也可以删除预设的定向光并创建一个新的光源，然后从Sun这个属性重新指定(Lighting->Scene->Sun)旋转预设的定向光会导致天空盒也跟着更新，如果光的角度和地面平行就可以做出日落的效果，把光源转到天空导致变黑就能做出夜晚的效果，从上往下照就会模拟日间的效果。如果天空盒有指定为环境光源(Ambient Source)，那么天空盒的颜色就会影响环境里面的对象。

（2）Point

点光源从一个位置向四面八方发出光线，影响其范围（Range）内的所有对象，类似灯泡的照明效果。点光源的阴影是较耗费图像处理器资源的光源类型。点光源可以想象是在3D空间里一个对着所有方向发射光线的点，很适合用来制作像是灯泡、武器发光或是从物体发射出来的爆炸效果，点光源的亮度从中心最强一直到范围属性(Range)设定的距离递减到0为止，光的强度从光源到距离成反比，这是所谓的”平方反比 定律”，类似光在现实世界的行为。点光源从它的位置对四面八方射出光线，球形的小图示代表光的”范围”，光线到达此范围是会”衰减”到0，但如果有间接光源或反射光则会继续投射。 点光源开启阴影运算是很耗效能的，因此必须谨慎使用，点光源的阴影为了要给六个不同的世界方向会运算六次，在比较差的硬件开启此功能会造成较大的效能负担。当在场景中加入点光源时要注意，目前它们不支持阴影的间接反射，这代表由点光源产生的光线，只要在距离内有可能会穿过对象反射到另外一面，这可能会导致墙壁或地板”漏 光”，因此放置点光源要格外注意，然而如果是采用Backed GI的话，就不会有这类的问题产生。

（3）Spot   
聚光灯。这种灯光从一点发出，在一个方向按照—个锥形的范围照射，该锥形是由聚光灯角度   
(Spot Angle) 和范围 (Range) 界定的。   
聚光灯是较耗费图形处理器资源的光源类型。   
聚光灯投射一个锥体在他的Z轴前方，这个锥体的宽度由投射角度(Spot Angle)属性控制着，光线会从源头到设定的范围慢慢衰减到0，同时越靠近锥体边缘也会衰减，把投射角度的 值加大会让锥体宽度加大，同时也让边缘淡化的力度变大，这现象学名叫做”半影”。   
   
聚光灯有许多用途，他们可以用来模拟路灯, 壁灯,或许多创意用法，例如模拟手电筒，因为投射区域能精确的控制，因此很适合用来模拟打在角色身上的光或是模拟舞台灯光效果等等   
   
（4）Area   
区域光/面光源。该类型的光源无法应用于实时光照，仅适用于光照贴图烘焙 (lightmap baking)）， 这种光能从各方向照射一个平面的矩形截面的一侧。区域光可以当作是摄影用的柔光灯，在Unity里面他们被定义为单面往Z轴发射光线的矩形，目前只能和烘焙GI一起使用，区域光会均匀的照亮作用区域，虽然区域光没有范围属性 可以调整，但是光的强度也是会随着距离光源越远而递减。区域光照亮表面并在区间产生漫反射与柔和的阴影,区域光用在建立柔和的照明效果非常有用，光线在任何方向穿过光的表面时会产生不同方向的折射 - 造成在对象上产生漫反射，常见的用途是拿来当作天花板壁灯或是背光灯，为了实现这功能，我们必须从每个光照贴图像素上发射一定数量的光线，背对着区域光以确定光有能见度，这代表区域光的计算是消耗很大的，而且会延长烘焙的时间，但如果运用得宜可以增加场景光的深度，那么消耗就很值得，值得注意的是区域光只能用在烘焙，因此不影响游戏效能。   
   
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