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Unity2018.4.16 光照烘焙场景和预制

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发表于 2021-4-14 15:03 | 显示全部楼层 |阅读模式
xzhuan原创稿件,转载请注明出处!
光照烘焙 作为常用优化手段之一


通过把物体光照的明暗信息保存到纹理上, 实时绘制时不再进行光照计算, 而是采用预先生成的光照纹理(lightmap)来表示明暗效果。
优点:
1.省去光照计算, 提高绘制速度
2.对于一些过度复杂的光照(如光线追踪, 辐射度, AO等算法), 实时计算不太现实. 如果预先计算好保存到纹理上, 这样无疑可以大大提高模型的光影效果
3.保存下来的lightmap还可以进行二次处理, 如做一下模糊, 让阴影边缘更加柔和
缺点:
1.模型额外多了一层纹理, 这样相当于增加了资源的管理成本(异步装载, 版本控制, 文件体积等). 当然, 也可以选择把明暗信息写回原纹理, 但这样限制比较多, 如纹理坐标范围, 物体实例个数...
2.模型需要隔外一层可以展开到一张纹理平面的UV(范围只能是[0,1], 不能重合). 如果原模型本身就是这样, 可以结省掉. 但对于大多数模型来说, 可能会采用WRAP/MIRROR寻址, 这只能再做一层, 再说不能强制每个模型只用一张纹理吧? 所以, lightmap的UV需要美术多做一层, 程序展开算法这里不提及....
3.静态的光影效果与对动态的光影没法很好的结合. 如果光照方向改变了的话, 静态光影效果是无法进行变换的. 而且对于静态的阴影, 没法直接影响到动态的模型. 这一点, 反而影响了真实度
unity中操作流程如下


1.模型 勾选Generate Lightmap UVs选项


2.模型 勾选Static静态属性
3.光源设置


4.打开光照设置

5.将实时光照(RealTime Lighting)下实时全局光照(RealTime Global ILLumination)后的复选框取消勾选,也就只进行烘焙全局光照计算。接着将混合光照(Mixed Lighting)的光照模式(Lighting Mode)后的下拉框中的选项改为烘焙间接光(Baked Indirect),最后再将光照贴图设置(Lightmapping Setings)下的光照运算器(Lightmaper)后的下拉框选项改为渐进式(Progressive),如下图所示。还需要勾选环境遮蔽(Ambient Occlusion),也就是AO,如下第二张图所示,这个选项会在物体或物体间内转角或内转折处产生软阴影,例如墙内凹角,对于表现细节很有帮助



    不自动烘焙和 可选雾效效果


    6.扩展代码PrefabLightmapData.cs
#if UNITY_EDITORusing UnityEditor;using System.IO;#endifusing UnityEngine;using System.Collections.Generic;[DisallowMultipleComponent, ExecuteInEditMode]public class PrefabLightmapData : MonoBehaviour{    [System.Serializable]    struct RendererInfo    {        public Renderer renderer;        public int lightmapIndex;        public Vector4 lightmapOffsetScale;    }    [SerializeField]    RendererInfo[] m_RendererInfo;    [SerializeField]    Texture2D[] m_Lightmaps;    [SerializeField]    Texture2D[] m_Lightmaps2;    const string LIGHTMAP_RESOURCE_PATH = "Assets/Resources/Lightmaps/";    [System.Serializable]    struct Texture2D_Remap    {        public int originalLightmapIndex;        public Texture2D originalLightmap;        public Texture2D lightmap0;        public Texture2D lightmap1;    }    static List<Texture2D_Remap> sceneLightmaps = new List<Texture2D_Remap>();    void Awake()    {        ApplyLightmaps(m_RendererInfo, m_Lightmaps, m_Lightmaps2);    }    static void ApplyLightmaps(RendererInfo[] rendererInfo, Texture2D[] lightmaps, Texture2D[] lightmaps2)    {        bool existsAlready = false;        int counter = 0;        int[] lightmapArrayOffsetIndex;        if (rendererInfo == null || rendererInfo.Length == 0)            return;        var settingslightmaps = LightmapSettings.lightmaps;        var combinedLightmaps = new List<LightmapData>();        lightmapArrayOffsetIndex = new int[lightmaps.Length];        for (int i = 0; i < lightmaps.Length; i++)        {            existsAlready = false;            for (int j = 0; j < settingslightmaps.Length; j++)            {                if (lightmaps == settingslightmaps[j].lightmapColor)                {                    lightmapArrayOffsetIndex = j;                    existsAlready = true;                }            }            if (!existsAlready)            {                lightmapArrayOffsetIndex = counter + settingslightmaps.Length;                var newLightmapData = new LightmapData();                newLightmapData.lightmapColor = lightmaps;                newLightmapData.lightmapDir = lightmaps2;                combinedLightmaps.Add(newLightmapData);                ++counter;            }        }        var combinedLightmaps2 = new LightmapData[settingslightmaps.Length + counter];        settingslightmaps.CopyTo(combinedLightmaps2, 0);        if (counter > 0)        {            for (int i = 0; i < combinedLightmaps.Count; i++)            {                combinedLightmaps2[i + settingslightmaps.Length] = new LightmapData();                combinedLightmaps2[i + settingslightmaps.Length].lightmapColor = combinedLightmaps.lightmapColor;                combinedLightmaps2[i + settingslightmaps.Length].lightmapDir = combinedLightmaps.lightmapDir;            }        }        ApplyRendererInfo(rendererInfo, lightmapArrayOffsetIndex);        LightmapSettings.lightmaps = combinedLightmaps2;    }    static void ApplyRendererInfo(RendererInfo[] infos, int[] arrayOffsetIndex)    {        for (int i = 0; i < infos.Length; i++)        {            var info = infos;            info.renderer.lightmapIndex = arrayOffsetIndex[info.lightmapIndex];            info.renderer.lightmapScaleOffset = info.lightmapOffsetScale;        }    }#if UNITY_EDITOR    [MenuItem("Assets/Test")]    static void AAA()    {        string filename = "Assets/Scene/Login/Lightmap-0_comp_light.exr";        AssetDatabase.ImportAsset(filename, ImportAssetOptions.ForceUpdate);        Debug.Log(filename);        AssetImporter i = AssetImporter.GetAtPath(filename);        if (i == null)        {            Debug.Log("i is nil");        }        var importer = AssetImporter.GetAtPath(filename) as TextureImporter;        importer.isReadable = true;        AssetDatabase.ImportAsset(filename, ImportAssetOptions.ForceUpdate);    }    [MenuItem("Assets/Update Scene with Prefab Lightmaps")]    static void UpdateLightmaps()    {        PrefabLightmapData[] prefabs = FindObjectsOfType<PrefabLightmapData>();        foreach (var instance in prefabs)        {            ApplyLightmaps(instance.m_RendererInfo, instance.m_Lightmaps, instance.m_Lightmaps2);        }        Debug.Log("Prefab lightmaps updated");    }    [MenuItem("Assets/Bake Prefab Lightmaps")]    static void GenerateLightmapInfo()    {        Debug.ClearDeveloperConsole();        if (Lightmapping.giWorkflowMode != Lightmapping.GIWorkflowMode.OnDemand)        {            Debug.LogError("ExtractLightmapData requires that you have baked you lightmaps and Auto mode is disabled.");            return;        }        Lightmapping.Bake();        string lightMapPath = System.IO.Path.Combine(Directory.GetCurrentDirectory(), LIGHTMAP_RESOURCE_PATH);        if (!Directory.Exists(lightMapPath))            Directory.CreateDirectory(lightMapPath);        sceneLightmaps = new List<Texture2D_Remap>();        //var scene = UnityEngine.SceneManagement.SceneManager.GetActiveScene();        var sceneName = Path.GetFileNameWithoutExtension(EditorApplication.currentScene);        var resourcePath = LIGHTMAP_RESOURCE_PATH + sceneName;        var scenePath = System.IO.Path.GetDirectoryName(EditorApplication.currentScene) + "/" + sceneName + "/";        PrefabLightmapData[] prefabs = FindObjectsOfType<PrefabLightmapData>();        foreach (var instance in prefabs)        {            var gameObject = instance.gameObject;            var rendererInfos = new List<RendererInfo>();            var lightmaps = new List<Texture2D>();            var lightmaps2 = new List<Texture2D>();            GenerateLightmapInfo(scenePath, resourcePath, gameObject, rendererInfos, lightmaps, lightmaps2);            instance.m_RendererInfo = rendererInfos.ToArray();            instance.m_Lightmaps = lightmaps.ToArray();            instance.m_Lightmaps2 = lightmaps2.ToArray();            var targetPrefab = PrefabUtility.GetPrefabParent(gameObject) as GameObject;            if (targetPrefab != null)            {                //Prefab                PrefabUtility.ReplacePrefab(gameObject, targetPrefab);            }            ApplyLightmaps(instance.m_RendererInfo, instance.m_Lightmaps, instance.m_Lightmaps2);        }        Debug.Log("Update to prefab lightmaps finished");    }    static void GenerateLightmapInfo(string scenePath, string resourcePath, GameObject root, List<RendererInfo> rendererInfos, List<Texture2D> lightmaps, List<Texture2D> lightmaps2)    {        var renderers = root.GetComponentsInChildren<MeshRenderer>();        foreach (MeshRenderer renderer in renderers)        {            if (renderer.lightmapIndex != -1)            {                RendererInfo info = new RendererInfo();                info.renderer = renderer;                info.lightmapOffsetScale = renderer.lightmapScaleOffset;                Texture2D lightmap = LightmapSettings.lightmaps[renderer.lightmapIndex].lightmapColor;                Texture2D lightmap2 = LightmapSettings.lightmaps[renderer.lightmapIndex].lightmapDir;                int sceneLightmapIndex = AddLightmap(scenePath, resourcePath, renderer.lightmapIndex, lightmap, lightmap2);                info.lightmapIndex = lightmaps.IndexOf(sceneLightmaps[sceneLightmapIndex].lightmap0);                if (info.lightmapIndex == -1)                {                    info.lightmapIndex = lightmaps.Count;                    lightmaps.Add(sceneLightmaps[sceneLightmapIndex].lightmap0);                    lightmaps2.Add(sceneLightmaps[sceneLightmapIndex].lightmap1);                }                rendererInfos.Add(info);            }        }    }    static int AddLightmap(string scenePath, string resourcePath, int originalLightmapIndex, Texture2D lightmap, Texture2D lightmap2)    {        int newIndex = -1;        for (int i = 0; i < sceneLightmaps.Count; i++)        {            if (sceneLightmaps.originalLightmapIndex == originalLightmapIndex)            {                return i;            }        }        if (newIndex == -1)        {            var lightmap_Remap = new Texture2D_Remap();            lightmap_Remap.originalLightmapIndex = originalLightmapIndex;            lightmap_Remap.originalLightmap = lightmap;            var filename = scenePath + "Lightmap-" + originalLightmapIndex;            lightmap_Remap.lightmap0 = GetLightmapAsset(filename + "_comp_light.exr", resourcePath + "_light", originalLightmapIndex, lightmap);            if (lightmap2 != null)            {                lightmap_Remap.lightmap1 = GetLightmapAsset(filename + "_comp_dir.png", resourcePath + "_dir", originalLightmapIndex, lightmap2);            }            sceneLightmaps.Add(lightmap_Remap);            newIndex = sceneLightmaps.Count - 1;        }        return newIndex;    }    static Texture2D GetLightmapAsset(string filename, string resourcePath, int originalLightmapIndex, Texture2D lightmap)    {        AssetDatabase.ImportAsset(filename, ImportAssetOptions.ForceUpdate);        var importer = AssetImporter.GetAtPath(filename) as TextureImporter;        importer.isReadable = true;        AssetDatabase.ImportAsset(filename, ImportAssetOptions.ForceUpdate);        var assetLightmap = AssetDatabase.LoadAssetAtPath<Texture2D>(filename);        var assetPath = resourcePath + "-" + originalLightmapIndex + ".asset";        var newLightmap = Instantiate<Texture2D>(assetLightmap);        AssetDatabase.CreateAsset(newLightmap, assetPath);        newLightmap = AssetDatabase.LoadAssetAtPath<Texture2D>(assetPath);        importer.isReadable = false;        AssetDatabase.ImportAsset(filename, ImportAssetOptions.ForceUpdate);        return newLightmap;    }#endif}
7.模型挂载PrefabLightmapData.cs代码
烘焙场景和预制 Assets/Update Scene with Prefab Lightmaps
烘焙预制Assets/Bake Prefab Lightmaps

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