unity3d中光照探針的示例分析

小編給大家分享一下unity3d中光照探針的示例分析，相信大部分人都還不怎么了解，因此分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲，下面讓我們一起去了解一下吧！

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需求

常規(guī)的unity烘焙光照探針 是采用3階球諧來存儲的 有9個(gè)float3數(shù)據(jù)，一般項(xiàng)目探針數(shù)量不會太多所以不用考慮內(nèi)存問題。但我參與的 生死狙擊2 （可點(diǎn)擊看游戲視頻）項(xiàng)目 ，有開放大世界，所有 lightmap加lightprobe 顯存開銷巨大500多M。所以我實(shí)現(xiàn)了一套VLM烘焙方式，提高10倍的烘焙速度 和 節(jié)省22倍的顯存開銷.這套方案太復(fù)雜 我這里只是分享其中的一個(gè)壓縮技術(shù)。如果你也因?yàn)槠渌蛐枰獕嚎s 或因?yàn)榍蛑C模型尾巴有漏光問題需要解決 可以參考下我的做法。

基礎(chǔ)思路

首先想到的肯定是 2階球諧來存，因?yàn)椴簧俅罄姓f過精度也夠。而且unity的realtime gi好像就是用的2階.我沒有采用2階的原因是球諧算法沒有完全掌握，根據(jù)顏色反向構(gòu)建和壓縮 特別是工具修復(fù)漏光時(shí) 需要用到 半球拷貝（對sh某個(gè)方向的顏色拷貝到另一個(gè)sh的某個(gè)方向）都很不好掌控，雖然能找到算法但如果你和我一樣 對自己沒完全掌握的算法用起來有點(diǎn)擔(dān)心 ，那么就適合這樣直觀的方式來存儲。

我們用一個(gè)豐富點(diǎn)的烘焙情況做為測試基準(zhǔn)

 

unity引擎自帶的球諧為基準(zhǔn)  

首先想到的是cubemap  xyz正負(fù)方向6個(gè)方向分別存一個(gè)顏色，采樣的時(shí)候只需要 計(jì)算6次max(0,dot(dir,normal))*colr；就可以得到個(gè)不錯(cuò)的結(jié)果 如下圖

 

 

6方向色模擬

渲染的算法也超簡單 每個(gè)方向算權(quán)重 就可以了 是不是很接近了呢  

升級思路 （正戲開始）

雖然模擬了個(gè)大概但，6個(gè)顏色 沒比9個(gè)少多少 而且2階球諧只需要4個(gè)顏色，所以我打算開始采用4方向軸。我想到正四面體，因?yàn)?個(gè)頂點(diǎn)是對稱的 也就是數(shù)學(xué)意義完全相同的 所以中心指向4個(gè)頂點(diǎn)得到的4個(gè)坐標(biāo)軸 兩兩夾角都相同，所以很適合用來建立一個(gè)4半軸坐標(biāo)系（應(yīng)該算非笛卡爾坐標(biāo)系）  ，通過計(jì)算或查詢固定的角度可以選一個(gè)4個(gè)軸的方向，我選了 一個(gè)TetrahedroDirs = { new Vector3(-0.8164966f, -0.3333331f, -0.4714046f), new Vector3(0.8164966f, -0.3333331f, -0.4714046f), new Vector3(0, -0.3333331f, 0.9428091f), new Vector3(0, 1, 0) };就是 一個(gè)頂點(diǎn)是向上的。因?yàn)橹挥?個(gè)顏色所以很好用3張圖存儲。效果但看誤差嚴(yán)重實(shí)際上效果 間接光貢獻(xiàn)度不大 這點(diǎn)差距不敏感

 

4半軸坐標(biāo)系模擬效果  

代碼也很簡單 ，為什么要比直角坐標(biāo)系 +1/3 可以自己思考下，實(shí)際上可以進(jìn)一步壓縮掉75% ，因?yàn)?可以某大區(qū)域只設(shè)置一個(gè)顏色 然后只記錄間接光的強(qiáng)度，這樣4個(gè)強(qiáng)度剛好一個(gè)rgba圖就可以存入 只有 引擎的 1/7容量。如果這種極限壓縮不符合項(xiàng)目，那么可以讓一個(gè)場景只用256種顏色 然后每個(gè)探針多一個(gè)byte 存入顏色索引，256色配合256強(qiáng)度 和插值計(jì)算也很豐富了。

端游項(xiàng)目實(shí)裝效果

 

 

重大內(nèi)存/顯存收益

0.58G 到23M 壓縮到原來的3.87%

當(dāng)然內(nèi)存/顯存巨大收益并非直接來自這個(gè)探針方案而是來自我VLM的實(shí)現(xiàn)，VLM大量探針用了本方案。

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網(wǎng)站欄目：unity3d中光照探針的示例分析
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