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Unity 中的阴影

发布于 2021-06-19 18:03:23 字数 2470 浏览 933 评论 0 收藏 0

Unity 专业版可在任何灯光下使用实时阴影。对象可将阴影投到其他对象上面或自己的各部分(“自身阴影”)。方向 (Directional)、聚光 (Spot) 和点 (Point) 光源支持阴影。

阴影使用就如在灯 (Light) 上选择硬阴影 (Hard Shadows) 或软阴影 (Soft Shadows) 一样简单。不过,如果想要获得最佳阴影质量和效果,就需要考虑一些其他事项。

阴影疑难解答页面提到了一般阴影问题的解决方案。

奇怪的是,最佳阴影是那些非实时阴影!无论何时,只要游戏关卡的几何体和灯光是静止的,就在 Unity 中预计算光照贴图。脱机计算阴影使得质量和效果始终比实时显示的要好。现在看看实时阴影…

调整阴影质量

Unity 使用所谓的阴影贴图来显示阴影。阴影贴图是基于纹理的方法,最简单的方法是想成“阴影纹理”从光源投射到场景上,因而跟普通纹理很像。阴影贴图的质量主要取决于两个因素:

  • 阴影贴图的分辨率(大小)。阴影贴图越大,阴影质量越高。
  • 阴影过滤。硬阴影采用最近的阴影贴图的像素。软阴影采用几个阴影贴图像素的平均数,使阴影看起来更平滑。可是软阴影在渲染时要消耗更多的性能。

不同灯 (Light) 类型采用不同算法来计算阴影。

  • 对于方向 (Directional) 灯,阴影质量的关键性设置是阴影距离 (Shadow Distance) 和阴影级联 (Shadow Cascades),见质量设置 (Quality Settings)。阴影分辨率 (Shadow Resolution) 也要考虑,但改善方向性阴影质量时首先要做的是缩短阴影距离。有关方向灯阴影的所有细节请见方向性阴影详情
  • 对于聚光 (Spot) 和点 (Point) 光源,阴影分辨率 (Shadow Resolution) 决定了阴影贴图的大小。此外,屏幕上照亮小块区域的光源采用较小的阴影贴图分辨率。

有关阴影贴图大小的计算方法详情请见阴影大小详情页面。

阴影性能

实时阴影非常消耗性能,因此请谨慎使用。如需每盏灯渲染其阴影,首先,任何潜在的阴影投射器必须渲染到阴影贴图中,然后所有阴影接收器在阴影贴图中渲染。这就使阴影投射灯比像素灯 (Pixel lights) 更耗性能,可是计算机也变得越快!

软阴影比硬阴影更耗性能。不过是完全消耗图形卡(只是较长着色器),因此软阴影与硬阴影对 CPU 或内存没有任何影响。

质量设置 (Quality Settings) 包含一个名为阴影距离 (Shadow Distance) 的设置,即相机到绘制的阴影有多远。通常,计算和显示离相机 500 米远的阴影没有意义,因而制作游戏时尽可能使用较小阴影距离。这将有助于提高性能(及改善方向灯阴影质量,见上文)。

硬件

阴影的硬件支持

内置阴影要求有一个片元程序 (pixel shader 2.0) 提供 的图形卡。支持下列图形卡:

  • Windows 系统:
    • ATI Radeon 9500 及更高版本,Radeon X 系列、Radeon HD 系列。
    • NVIDIA GeForce 6xxx、7xxx、8xxx、9xxx、GeForce GT、GTX 系列。
    • Intel GMA X3000 (965) 及更高版本。
  • Mac OS X 系统:
    • Mac OS X 10.4.11 或更高版本。
    • ATI Radeon 9500 及更高版本,Radeon X、Radeon HD 系列。
    • NVIDIA GeForce FX、6xxx、7xxx、8xxx、9xxx、GT、GTX 系列。
    • Intel GMA 950 及更高版本。
      • 因为驱动程序错误,因而禁用软阴影(使用硬阴影)。
  • 移动(iOS 和 Android):
    • OpenGL ES 2.0
    • GL_OES_depth_texture 支持。最值得注意的是,基于 Tegra 的安卓 (Android) 设备没有该功能,所以不支持阴影。

注意:

  • 正向渲染路径只支持一个方向性阴影投射光源。顶点光照 (Vertex Lit) 渲染路径不支持实时阴影。
  • 顶点光照灯没有阴影。
  • 顶点光照材质不接收阴影(但投射阴影)。
  • 透明对象不投射或接收阴影。透明抠图 (Cutout) 对象投射并接收阴影。

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