Question

本页将详细说明方向 (Directional) 灯的阴影。

注意：在移动平台上，方向灯的实时阴影始终使用 1 个阴影级联，并为硬阴影 (Hard Shadows)。

方向灯大多用于室外游戏的关键性灯光 – 日光或月光 – 中。可见距离非常大，特别是在第一人称和第三人称游戏中，往往需要对阴影进行一些调整，以获得最佳质量和性能平衡效果，适应当时的情况。

首先从第三人称角度游戏效果优良的阴影设置开始：

图中的阴影看起来非常漂亮！

在该图中，可见距离大约为 50 游戏单位，所以在质量设置 (Quality Settings) 中将阴影距离 (Shadow Distance) 设为 50。同样，阴影级联 (Shadow Cascades) 设为 4，阴影分辨率 (Shadow Resolution) 设为高，灯光使用软阴影 (Soft Shadows)。

下列章节仔细分析了方向灯阴影的每个方面：

• 硬阴影与软阴影
• 阴影级联 (Shadow Cascade) 数
• 阴影距离很重要！

硬阴影与软阴影

采用相同灯光设置，如果将阴影类型 (Shadow Type) 切换成硬阴影 (Hard Shadows)，那么从照明区域到阴影区域的过度为“硬”，对象完全在阴影下或完全在照明区。硬阴影渲染较快，但通常看起来不太真实。

距离为 50，带 4 个级联的硬阴影。

阴影级联 (Shadow Cascade) 数

对于方向灯，Unity 可使用级联阴影贴图 (Cascaded Shadow Maps)（或者叫做“平行分割阴影贴图 (Parallel Split Shadow Maps)”）提供 很好的阴影效果，特别是可视距离较长的情况。级联阴影将可视区域分割成几个逐步变大的部分，每个部分使用相同大小的阴影贴图，使接近观看者的对象的阴影贴图像素比远距离对象的较高。

在下图中，我们将使用硬阴影，因为阴影像素在该图中的可见度更高。

如果未使用级联阴影贴图，整个阴影距离（依然是 50 单位）必须被阴影纹理均匀覆盖。没有级联，硬阴影看起来就像这样：

距离为 50 的硬阴影，无级联。

每个地方的阴影纹理像素大小都相同。在远处看起来还不错，但不是越近质量就越高。阴影纹理覆盖整个可视区域。如果将其可视化，看起来就像这样：

无级联，阴影纹理均匀覆盖整个可视区域。

使用两个阴影级联时，整个阴影距离分成靠近观看者的一小块和远距离的一大块。带两个级联的硬阴影看起来就像这样：

'距离为 50，带 2 个级联的硬阴影。

牺牲一点点性能，我们可获得近处更好的阴影分辨率。

带 2 个级联，两个阴影纹理覆盖可视区域中大小不同的部分。

最后，使用 4 个级联时，阴影距离被分成四个逐渐变大的部分。带 4 个级联的硬阴影看起来就像这样：

距离为 50，带 4 个级联的硬阴影。快看，可以看到了！
带 4 个级联，4 个阴影纹理覆盖可视区域中大小不同的部分。

阴影距离很重要！

阴影距离 (Shadow Distance) 对于方向灯阴影的质量和性能都极其重要。同阴影级联数一样，阴影距离也可在质量设置 (Quality Settings) 中设定，轻松按比例降低性能较低硬件中的阴影。

在阴影距离末端，阴影淡出，更远的对象无阴影。在大多数情况下，游戏中超过特定距离的阴影不会被注意到！

没有阴影级联，阴影距离设为 20 的硬阴影效果见下图。请注意，远处的阴影会淡出。同时，阴影质量比没有级联且距离为 50 单位的质量要高。

距离为 20，无级联的硬阴影。

如果将阴影距离设得太高，效果看起来会很差。在该图中，将距离设为 100 只会降低质量和性能，没有太大意义，场景中没有哪个对象超过 50 米远！

距离为 100，无级联的硬阴影。哎！

带级联大小和距离的阴影贴图要好得多。比如，相机前覆盖 300 单位的 4 级联软阴影见下图。在一定程度上说比本页顶端的图片效果差，但阴影距离增大 6 倍后也不错（当然，在该场景中阴影距离大没有什么意义）。

距离为 300，带 4 个级联的软阴影。