Unity Graphics（一）：选择一个光照系统

原文链接

Choosing a Lighting Technique

https://unity3d.com/learn/tutorials/topics/graphics/choosing-lighting-technique?playlist=17102

Realtime Lighting（实时光照）

默认情况下，Unity中的光源都是实时的(realtime)，实时光源向场景中投射直接光照(direct light)并且每帧更新。
光线从实时光源发出，与物体相交后不会反弹。为了创建一个更真实的场景，我们需要使用全局光照（Global Illumination）技术。

Baked GI Lighting（烘焙全局光照）

烘焙lightmap，光源在静态物体上的光照效果预先计算好并且保存到光照贴图中。
光照贴图（lightmaps）同时包含直接光照（direct light）和间接光照（indirect light）效果。
在游戏运行中，lightmaps不可更改。

Precomputed Realtime GI Lighting（预计算实时全局光照）

传统的方法，在场景中改变光照条件时静态lightmaps不会有反应。Precomputed Realtime GI技术支持交互式更改场景中的光照条件。

使用此技术，可以创建丰富的全局光照环境，支持实时更改光照条件。举个例子：Time of day Lighting system，光源的位置和颜色随时间变化，传统的Baked GI无法实现此功能。

将耗时的光照计算过程从游戏过程中剥离，预先计算好。这称之为离线计算过程（offline process）

在创建真实感场景时，我们非常希望将间接光照（indirect light）保存到lightmap当中。更好的光照细节（比如效果很棒的阴影）需要更多的性能开销。假设我们不需要如此复杂的光照细节表现，就可以大大降低GI分辨率。

减少细节表现，降低GI分辨率，同时也减少游戏运行中的运算量。当我们实时修改光源位置、颜色、强度，甚至物体表面属性时，可以更快速地更新GI。

为了加速Precomputing，Unity不直接处理texels，而是先将场景中的静态物体转换为低分辨率的近似模型，此过程叫：集群（clusters）

传统方法在计算GI时，会追踪光线在场景中弹来弹去。这是一个非常耗时的计算过程，无法进行实时运算。取而代之，Unity在预计算中有一个阶段称之为：Light Transport，Unity使用光线追踪算法计算物体表面集群之间的关系。通过将三维场景世界简化为一个关系网络，在性能关键的游戏运行时我们不再需要光线追踪计算。

我们把三维世界转化为一个简化的数学模型，同时在游戏过程中可以传入不同的光照等参数。这意味着在游戏过程中，我们可以修改光源位置、颜色、强度或者物体表面属性，并且可以快速看到GI效果。