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unity 烘焙模式——baked indirect/shadow mask/distance shadowmask/subtractive模式的区别

news 来源：原创 2024/5/16 5:37:07

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这种烘焙模式，只烘焙间接光。
烘焙结果：

shadowmask模式+shadowmask Mode=Shadowmask：
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烘焙间接光，但是多了一个shadowmask

shadowmask模式+shadowmask Mode=distance shadowmask：

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烘焙结果无变化，但是，打开帧调试器看到：
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这里要注意，这里我选择的是no cascades，所以只会出现一次绘制，如果是two cascases或者four cascades，则可能在shadowmap阶段绘制多次。

不管怎样，在shadow distance=50的时候，5个物体都是参与了实时的绘制，也就是使用了shadowmap。

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当调整shadow distance=10的时候，那么在shadowmap阶段少了一个绘制物体，Draw Mesh Cylinder (1)
也就是说，随着shadow distance的缩小，有些物体，不参与shadowmap的绘制，而直接使用了shadowmask。
具体在看：Draw Mesh Cylinder(1)的shader关键字：
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此时只打开了这几个关键字：
Standard, SubShader #0
DIRECTIONAL LIGHTMAP_ON SHADOWS_SHADOWMASK
也即是使用了SHADOWS_SHADOWMASK
而如果改为shadow distance=50，那么会有什么变化呢？

注意此时，打开多了一个关键字
Standard, SubShader #0
DIRECTIONAL LIGHTMAP_ON SHADOWS_SCREEN SHADOWS_SHADOWMASK
也即是使用了unity的屏幕空间阴影，也就是上面的shadowmap阶段中，绘制的深度图，然后再blit的屏幕，也就是实时绘制阴影了+shadowmask的两者的融合。

我们再看看，如果只使用
shadowmask模式+shadowmask Mode=Shadowmask：
此时帧调试器的状态，应该为没有shadowmap阶段，全是使用shadowmask才对。
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果然，shadowmap阶段都没了。

所以distance shadowmask，相较于shadowmask会效率低一下。但是可以在distance之内获得实时绘制阴影的效果。

我们在看看阴影质量：
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可以当在distance=50的时候，由于使用了shadowmap+shadowmask，阴影更加的柔和。
而如果是distance=10的时候，则阴影会有点坚硬。
而如果是distance=0，相当于是直接使用shadowmask，阴影也相对柔和，但是依然没有shadowmap+shadowmask软。

ok我们知道了，在使用distance shadowmask的时候，在小于distance的时候，使用shadowmap+shadowmask的融合，这样就会有个问题：
如果我们调整了光源的方向，会出现叠影：
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如上图，只有黄色的将头的物体，没有出现谍影，为啥呢？因为其是使用的全是shadowmask，所以不会有叠影。
而其他的物体，都是shadowmap+shadowmask，而此时shadowmap已经是在光源方向改变的情况下，所以融合的有点问题。

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所以这种情况下，最好是光源的方向不要变化。否则会有问题。

最后是subtractive模式：
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此时是将直接光+间接光+阴影都烘焙到光照贴图上了。无shadowmask

所以会更加亮一下。此时帧调试器的情况，无shadowmap阶段：
但是打开了宏：
Standard, SubShader #0
DIRECTIONAL LIGHTMAP_ON LIGHTMAP_SHADOW_MIXING

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此时灯光，改变方向与否已经无法影响静态物体的阴影了。因为全部是使用静态的烘焙的图了。

总结：
1、此篇博客，主要总结了使用mixed灯光的烘焙，分布有：
baked indirect——只烘焙间接光，直接光实时计算，阴影实时计算
distance shadowmask——只烘焙间接光，直接光实时计算，在distance之内（shadowmap+shadowmask融合），distance之外（shadowmask）
shadowmask——只烘焙间接光，直接光实时计算，所有物体都使用shadowmask计算阴影
subtractive——烘焙间接光+直接光+阴影，都是静态，无shadowmask图

2、shadowmask是静态的图，记录的是，每个像素能够被哪盏灯照亮，黑色表示无灯光照亮这个像素。其他颜色，如(1,0,0,0)表示，只受一个灯影响，再比如(1,1,0,0)，表示受两个灯影响。一个像素最多收到四个灯影响，多于四个灯影响，unity将其不重要的灯，使用baked模式处理。

3、shadowmap是动态，是参与实时计算的，是参与深度图绘制的，是参与到灯光空间深度绘制的，这些都是一个意思。

4、烘焙质量的选择，如果只使用间接光光照，也就是只需要记录间接光，那么则可以选择baked indirect模式，distance shadowmask，或者shadowmask，都可以，因为我们的颜色图，都记录的只是间接光颜色。而subtractive为啥不行呢，因为其颜色图记录了直接光+间接光+阴影，所以不行。
而此时对于阴影，我们一般是自己写实时的阴影，也不会用unity自己的阴影，因为unity模式是使用屏幕空间阴影，三次全场景的绘制不说，还用了3个rt，占用内存。所以一般是自己处理物体的阴影，处理的方案，我这里顺便说下：
首先，区分动态物体、静态物体、自阴影
动态物体，是场景中能够移动的物体，如角色，怪物等等。草和树处理暂时不知道，草应该不会释放阴影，不参与阴影的计算，树呢？树应该当做静态物件处理。
静态物体，是场景中的物体，不如建筑物，篱笆，等，这些物体的阴影可以在出现在人的视野的时候，进行绘制阴影，使用rt策略，其实也就实时绘制，不过要做好缓存机制，不要每帧都绘制，只在物件出现在视野的时候才绘制rt深度。
自阴影，一般是主角上，并且是在展示界面，而不会全场景的角色，或者身边几个角色支持自阴影也可以，但总之也是会有一个rt的内存耗用，还有增加多个drawcall。
总之，如果抛弃了unity的阴影，那么所有的阴影（动态物体、静态物体、自阴影）都得自己搞，策略都是自己定。
ok，大致就这些，关于烘焙还有好多的细节，包括参数的调整，2号uv的问题，接缝的问题，分辨率的问题，烘焙时间的问题，以及scale in lightmap的问题，等等，后面再学习，再补充。