【光照】渲染路径与光源类型

创建时间：2021/3/12 19:53

渲染路径

A rendering path is a series of operations related to lighting and shading.

string s = String.Empty;

如果物体在n个逐像素光源的影响区域内,那么该物体需要执行n个Pass,每个Pass计算逐像素光源的光照结果,然后在帧缓冲中把这些光照结果混合起来得到最终的颜色值。

在Unity中前向渲染有三种处理(即照亮物体)的方式： 逐顶点处理 、 逐像素处理 、 球谐函数(SH) 处理。

根据光源设置以及光源对物体的影响程度(该物体的远近、光源强度等),按照重要程序对光源进行排序

如果以上规则得到的像素光源数量效于Quality Setting中的逐像素光源数量(Pixel Light Count)，会有更多的光源逐像素处理

告诉Unity该Pass在渲染路径中的位置，引擎会据此进行一些相关计算并填充一些内置变量。

一个Unity Shader通常会定义一个Base Pass（ Base Pas 也可定义多次，例如需要双面渲染等情况）以及一个 Additional Pass。

# pragma multi_compile_fwdbase

使用编译指令，才可以在Pass得到一些正确的变量，如光照衰减值等

计算——一个 逐像素 的 平行光 + 所有逐顶点和SH光源。只计算一次。

可实现的光照效果：

# pragma multi_compile_fwdadd

计算——其他影响该物体的逐像素光源，每个光源执行一次Pass

默认情况下没有阴影效果
可以使用#pragma multi_compile_fwdadd_fullshadows代替# pragma multi_compile_fwdadd，为点光源和聚光灯开启阴影效果
设置混合模式Blend One One - 每个Additional Pass可以与上一次计算的结果在帧缓存中叠加。(若不开启，会覆盖之前的结果)

Alt text

当场景中包含大量实时光源时，前向渲染的性能会急速下降。

每个物体多个Pass，每执行一个Pass都需要重新渲染一遍物体，很多计算是重复的。

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渲染点光源的顺序——按照重要程度排序，因素有:

G-buffer (Geometry buffer) - 存储了我们所关心的表面（离摄像机最近的表面）的其他信息（法线，位置，视角方向，用于光照计算的材质属性等）。

两个Pass： Pass1 - 不进行光照计算，仅仅计算片元的可见性（深度缓冲技术），可见片元的信息存储到G-buffer。

Pass2 - 利用G-buffer中的片元信息进行真正的光照计算。

string s = String.Empty;

效率不依赖于场景的复杂度，而是和屏幕空间的大小有关（决定缓冲区的大小，缓冲区实质上就是一张张2D图像）

适用于场景中光源数目很多，使用前向渲染会造成性能瓶颈的情况下。

默认包含以下几个渲染纹理(RenderTexture)

RT0 - ARGB32 - 漫反射颜色(A不使用)
RT1 - ARGB32 - 高光反射颜色 - A存储高光反射的指数部分
RT2 - ARGB2101010 - RGB存储法线(A不用)
RT3 - ARGB32(非HDR) or ARGBHalf(HDR) - 存储自发光 + lightmap + 反射探针(reflection probes)
深度缓冲(Z-buffer)
模板缓冲(stencil buffer)