Question

概述

线性照明指在所有输入呈线性的情况下照亮场景的过程。通常，存在将伽玛预先应用到其中的纹理，这表示，纹理在材质中进行采样时，呈非线性。如果这些纹理用于标准照明方程式，将导致方程式结果不正确，因为预计所有输入在使用前都呈线性。

线性照明指确保着色器的输入和输出都使用正确的色彩空间的过程，它可提高照明的准确性。

现有（伽玛）管道

在现有渲染管道中，所有颜色和纹理都在伽玛空间中采样，也就是说，在着色器使用图像或颜色之前，伽玛校正不会从其中移除。由于这一原因，着色器中的输入位于伽玛空间，但在照明方程式使用这些输入时，均视其位于线性空间中，最终未将伽玛校正应用到最终像素。大部分时候，上述现象看似合理，因为两种错误从某种程度相互抵消。但这是不正确的。

线性照明管道

如果启用线性照明，则会提供 着色器工程的输入，其中的伽玛校正已移除。如果您位于线性空间中，则会以隐性方式将此转换应用到颜色。使用硬件 sRGB 读取进行纹理采样，依次向伽玛空间和图形硬件的样本上提供 源纹理，然后自动转换结果。然后向着色器提供 这些输入，照明会照常运行。然后，程序会将所得的值写入到帧缓冲区。此值将进行伽玛校正并写入到帧缓冲区，或留在线性空间中以备将来进行伽玛校正；这取决于当前的渲染配置。

线性照明与伽玛照明之间的区别

使用线性照明时，照明方程式的输入值不同于伽玛空间中的值。这表示，光线到达表面时形成的感应曲线不同于现有 Unity 渲染管道形成的感应曲线。

灯光衰减

远距离和普通基于照明的衰减有两种变化方式。首先，在线性模式中渲染时，执行的额外伽玛校正将扩大灯光半径。其次，这也将导致照明边缘更加锐化。这可更准确地模仿表面的照明亮度衰减。

线性亮度感应

使用伽玛空间照明时，向着色器提供 的颜色和纹理含有其中应用的伽玛校正。将其用于着色器时，高亮度的颜色实际上比线性照明的亮度更大。这表示，随着光线亮度增加，表面会以非线性方式变亮。这将导致许多位置的光线过亮，还会使得模型和场景呈褪色状。使用线性照明时，随着照明亮度的增加，但表面的感应仍呈线性。这可令表面的着色更具真实感，并极大地美化表面的色感应效果。

3.0Lee Perry-Smith 的 Infinite 三维头部扫描 (Head Scan) 获得了 Creative Commons Attribution 3.0 Unported License 许可。资料来源：http://www.ir-ltd.net/infinite-3d-head-scan-released

线性空间与伽玛空间混合

在帧缓冲区执行混合时，色彩空间或帧缓冲区中也会进行混合。使用伽玛渲染则表示，非线性颜色混合在一起。这种说法不正确。使用线性空间渲染时，线性空间中会进行混合，这种说法是正确的，并且会生成预期的结果。

使用线性照明

线性照明可改变已渲染场景的外观。如果您制作一个线性照明工程，更改伽玛照明后，其外观很可能会改变。因此，如果从伽玛照明切换至线性照明，可能需要花一段时间更新工程，使其外观和切换之前一样美观。一般说来，在 Unity 中启用线性照明非常简单。您需要在每个工程中启用此功能，并在播放器设置 (Player Settings) 中依次选择编辑 (Edit) -> 工程设置 (Project Settings) -> 播放器 (Player) -> 其他设置 (Other Settings) 进行设置

光照贴图

使用线性照明时，所有照明和纹理都呈线性，这表示传递至光照贴图的值也需要修改。在线性照明和伽玛照明之间切换或返回时，需要重新烘焙光照贴图。Unity 光照贴图界面将在光照贴图位于错误的色彩空间时发出警告。

支持的平台

并非所有平台都支持线性渲染。目前支持此功能的目标发布平台有：

• Windows & Mac（编辑器、standalone、网页播放器）
• Xbox 360
• PlayStation 3

尽管这些目标平台支持线性照明，但不能保证设备上的图形硬件可以正确渲染场景。您可通过查看 QualitySettings.desiredColorSpace 和 QualitySettings.activeColorSpace 检查所需的色彩空间和目前支持的色彩空间，如果所需的色彩空间为线性，但可用的色彩空间为伽玛，则播放器会退回至伽玛空间。这可用于显示警告框，告知用户应用程序无法正确显示，或强制退出播放器。

线性和非 HDR

不使用 HDR 时，则使用支持 sRGB 读取和 sRGB 写入（灰度 (Degamma) 用于读取，伽玛 (Gamma) 用于写入）的特殊类型的帧缓冲区。这表示，帧缓冲区的值如纹理一样进行了伽玛校正。将此帧缓冲区用于混合纹理或绑定为纹理时，程序会先使用伽玛，再用值移除伽玛。将这些缓冲区写入至正在写入的值时，其将从线性空间切换至伽玛空间。如果在线性模式中进行渲染，则所有后期处理效果会启用 sRGB 读取和写入功能来创建其源缓冲区和目标缓冲区，并在线性空间中进行后期处理和后期处理混合。

线性和 HDR

使用 HDR 时，渲染会在浮点缓冲区进行。这些缓冲区的分辨率足够高，无论何时访问缓冲区，都无需在伽玛空间之间来回转换，这表示在线性模式中渲染时，使用的目标渲染将把颜色存储于线性空间中。这意味着，将在线性空间中以隐性方式执行所有混合和后期处理效果。后台缓冲区写入时，将应用伽玛校正。

GUI 和线性制作的纹理

渲染 Unity GUI 时，我们不会在线性空间中执行渲染。这表示，GUI 纹理不应在读取时移除其伽玛。这可通过两种方法实现。

• 在纹理导入程序中将纹理类型设为 GUI
• 在高级纹理导入程序中勾选“带通 sRGB 采样 (Bypass sRGB Sampling)”

查询纹理和将其 RGB 值撰写为具有特定含义的其他纹理应采用带通 sRGB 采样，这一点也很重要。

这将强制样本纹理不会在图形硬件使用伽玛之前将其移除。这也可用于其他类型的纹理，例如希望传递至着色器的值与已制作纹理中的值完全相同的遮蔽图。