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Unity光照笔记

news 来源：原创 2025/6/23 6:36:52

问题

在做项目中遇到了播放中切换场景后地面阴影是纯黑的问题，不得不研究一下光照。先放出官方文档。

Lighting 窗口 - Unity 手册

播放中切换场景后地面阴影是纯黑

只有投到地面的阴影是纯黑的。且跳转到使用相同Terrain的场景没有问题。

关于Unity在游戏运行过程中切换场景导致场景变暗的问题_unity切换场景后变暗-CSDN博客

Unity 切换场景变黑的问题_unity场景变黑了怎么变成原来的样子-CSDN博客

生成光照，可以解决。

这个操作生成了这几个文件：

对LightingData的官方介绍：

光照数据资源 - Unity 手册

没怎么看懂，大概是一个减小实时渲染开销的文件。我以为会把物体的影子刷到地面上，其实没有。

后来我发现设置static的物体在播放中是禁止改transform的，应该也就是在播放中才把背阴面、阴影这些刷到场景里，没播放时还是实时光照。

地形里树的阴影在相机离近时消失

这好像是官方文档里说的“光渗”：

阴影故障排除 - Unity 手册

按里面的说法给树的Mesh Renderer的阴影选Two sided，没用。

生成光照特别慢

直接问了deepseek：

在unity的lighting settings里哪些参数可以显著加快生成光照的速度？

在 Unity 的 **Lighting Settings** 中，优化光照烘焙（Lightmapping）速度的关键参数主要集中在 **烘焙质量** 和 **计算复杂度** 的平衡上。以下是能显著加快生成光照的核心参数及其优化策略：

---

### **一、全局参数优化**
| **参数** | **推荐调整** | **效果说明** |
|---------------------------|-----------------------------------------------------------------------------|-----------------------------------------------------------------------------|
| **Lightmapper** | 选择 **Progressive GPU**（需支持显卡）或 **Progressive CPU**（保守模式） | GPU 加速比 CPU 快 2-5 倍，但需 NVIDIA RTX 或 AMD RDNA2 以上显卡支持。 |
| **Lightmap Resolution** | 降低全局分辨率（默认 40 → 可试 **20-30**） | **最直接影响速度**，分辨率减半可减少 4 倍计算时间，但会降低光照细节。 |
| **Lightmap Padding** | 从默认 2 → 改为 **4-8**（根据模型间距调整） | 减少 Lightmap 贴图数量，但过度增大可能导致光照重叠。 |
| **Compression** | 勾选 **Compress Lightmaps** | 减少 Lightmap 内存占用，间接优化烘焙效率（但可能引入轻微噪点）。 |

---

### **二、间接光照优化**
| **参数** | **推荐调整** |
|---------------------------------|-----------------------------------------------------------------------------|
| **Indirect Resolution** | 设置为 **Lightmap Resolution 的 0.25-0.5 倍**（如 Lightmap=40 → Indirect=10-20） |
| **Bounces** | 减少间接光反弹次数（默认 2 → **1**，复杂场景可试 0） |
| **Filtering (Direct/Indirect)** | 开启 **Auto** 或 **Advanced > Filter Radius 降低至 1-2** |

---

### **三、环境光遮蔽 (AO) 优化**
| **参数** | **推荐调整** |
|-------------------------|---------------------------------------------|
| **Ambient Occlusion** | 关闭或降低 **Max Distance**（默认 1 → **0.5**） |
| **AO Quality** | 降低采样数（默认 High → **Medium/Low**） |

---

### **四、模型与 UV 优化**
1. **标记静态物体**
- 仅对必要物体勾选 **Contribute GI**，减少烘焙对象数量。
2. **简化 UV 展开**
- 确保模型有合理展开的 **UV2**（避免重叠或拉伸，使用 **Auto UV** 或手动优化）。
3. **Texel Density**
- 统一场景模型的 **光照贴图像素密度**（如 20 texels/unit），避免部分物体分辨率过高。

---

### **五、场景分块烘焙**
- 使用 **Lighting Proxy** 或手动分块烘焙（仅烘焙修改区域）。
- 通过 **Lighting > Generate Lighting** 的 **Partial Bake** 模式局部更新。

---

### **六、进阶技巧**
- **降噪加速**：启用 **Denoising**（Progressive Lightmapper）可减少采样数（**Direct/Indirect Samples** 降低 50%）。
- **剔除小物体**：对小于 1 米或远距离物体关闭 **Cast Shadows** 和 **Contribute GI**。
- **材质简化**：避免使用高反射（Metallic > 0.8）或自发光（Emission）材质，它们会增加光线反弹计算。

---

### **优化前后对比示例**
| **场景复杂度** | **默认参数烘焙时间** | **优化后烘焙时间** | **质量损失** |
|------------------|---------------------|--------------------|--------------------|
| 小型室内场景 | 15 分钟 | 2-3 分钟 | 细节模糊（可接受） |
| 中型开放场景 | 2 小时 | 20-30 分钟 | 间接光轻微噪点 |

---

### **注意事项**
- **测试迭代**：建议从最低质量（**Lightmap Resolution=10**）开始测试，逐步提高至可接受质量。
- **混合光照**：对动态物体使用 **Mixed Lighting**（Baked Indirect + Realtime Direct），减少实时计算负担。
- **版本差异**：Unity 2021+ 的 **Progressive Lightmapper** 比旧版 **Enlighten** 更快更稳定。

通过以上参数调整，可显著减少光照烘焙时间，尤其适合快速迭代开发或低端硬件环境。牺牲部分细节质量换取效率提升，根据项目需求灵活平衡！

物体背阴面贴图有花斑

然后用了一组很低的参数，生成的光照贴图在房子背阴面是这样的：

同时在物体的Mesh renderer下有这个警告，说的应该就是这个问题。

又看了另一个有花斑的模型，没有这个警告，好像又不是因为Overlapping UV。

发现在模型导入设置里勾选Generate Lightmap UVs可以解决。

几个实验

主光源baked后生成光照的效果

场景没有阴影，人物没有被照亮。

可能也和光照设置有关。设置是这样的：

主光源Mixed，勾选Baked GI，Shadowmask

看起来和默认的实时光照一样。

光照相关资产文件

Lighting Settings

后缀为.lighting。是填在光照窗口Scene页签的文件。如果不填下面的设置都被禁用，因为使用了默认设置。

Lighting Data Asset

后缀为.asset。是生成光照费半天劲生成的文件之一。

Reflection Probe-0

后缀为.exr。是生成光照生成的文件之一。

光照贴图

分为较亮的dir结尾的、比较暗的light结尾的。它们是成对出现的，同一对是应用于同一些表面的。看检查器里的Texture Type可知第一种叫Directional Lightmap，第二种叫Lightmap。

一些理解

关于光照有很多参数：static（包括物体static和光源static）、光照的模式（实时、烘焙、混合）及其他设置、物体Mesh Renderer的设置、光照设置资产。

首先，只有对static物体，生成光照才有意义。

间接光照：物体背阴面、物体被其他物体遮挡的区域都收不到直接光照，靠间接光照照亮。物体阴面或阴影区全黑就是没有间接光照。

生成光照中一些模型黑色的部分是正在计算的部分。过一会会显示正常。

对Lightmap padding的理解：是生成的光照贴图里这些形状之间填充的纹素个数。

降低Draw Call

遮挡剔除

在测试中遇到了1400次draw call的情况。把运行暂停，把场景里的对象分组失活，发现：

失活城镇3：1402>1119。失活城镇1：1397>953。此处城镇1是相机视野内的但是离得很远已经被地形完全挡住的城镇，但是造成了400多次Draw Call。

直接问deepseek：

在 Unity 中，要让被地形遮挡的物体不调用 Draw Call，需要通过 **遮挡剔除（Occlusion Culling）** 技术实现。以下是完整的实现步骤和优化方法：

---

### **一、核心原理**
- **遮挡剔除（Occlusion Culling）**：通过预计算或运行时检测，跳过对相机视野中**被其他物体完全遮挡的物体**的渲染，从而减少 Draw Call 和 GPU 负载。
- **地形作为遮挡体**：将地形标记为遮挡物（Occluder），其他物体标记为被遮挡物（Occludee），Unity 会自动处理遮挡关系。

---

### **二、实现步骤**

#### 1. **启用遮挡剔除**
- 打开 **Window > Rendering > Occlusion Culling**。
- 在 **Bake** 选项卡中，确保 **Occlusion Culling** 功能已启用。

#### 2. **标记静态物体**
- 选中地形和需要参与遮挡的静态物体（如岩石、建筑等），在 Inspector 右上角勾选：
- **Occluder Static**：地形等遮挡其他物体的对象。
- **Occludee Static**：可能被遮挡的物体（如草丛、箱子）。
- ![Static Flags](https://docs.unity3d.com/uploads/Main/OcclusionCullingStaticFlags.png)

#### 3. **烘焙遮挡数据**
- 在 **Occlusion Culling** 窗口的 **Bake** 选项卡中调整参数：
- **Smallest Occluder**：设置地形细节级别（例如 `10`，单位：米，值越小精度越高）。
- **Smallest Hole**：遮挡孔洞的最小尺寸（通常保持默认 `0.25`）。
- 点击 **Bake** 生成遮挡数据，完成后会在场景中生成 **Occlusion Culling Data** 文件。

#### 4. **验证效果**
- 在 Scene 视图顶部下拉菜单中选择 **Occlusion Culling** > **Visualization**。
- 移动相机，被地形遮挡的物体会显示为**红色（未渲染）**，可见物体为**绿色（已渲染）**。

---

### **三、动态物体的处理**
若需要被遮挡的物体是动态的（如移动的敌人），需结合以下方法：

#### 1. **脚本检测遮挡**
```csharp
using UnityEngine;

public class DynamicOcclusion : MonoBehaviour {
private Renderer rend;
void Start() {
rend = GetComponent<Renderer>();
}

void Update() {
// 检测物体是否被地形遮挡
if (Camera.main != null) {
Vector3 viewportPos = Camera.main.WorldToViewportPoint(transform.position);
bool isVisible = GeometryUtility.TestPlanesAABB(
GeometryUtility.CalculateFrustumPlanes(Camera.main),
rend.bounds
);

rend.enabled = isVisible; // 根据可见性开关渲染器
}
}
}
```
- 将此脚本附加到动态物体上，根据可见性动态启用/禁用渲染。

#### 2. **LOD（细节层次）配合**
- 对中远距离物体使用低模（LOD1/LOD2），减少被遮挡时的计算开销。

---

### **四、注意事项**
1. **遮挡烘焙参数优化**
- **Smallest Occluder** 值过大可能导致小物体无法遮挡其他物体，建议根据场景比例调整。
- 复杂场景可分层烘焙：先烘焙地形，再烘焙建筑等大型物体。

2. **性能权衡**
- 遮挡剔除的预计算需要时间，适合静态场景。
- 动态遮挡（如上述脚本）会增加 CPU 开销，需测试平衡。

3. **地形设置**
- 确保地形的碰撞体（Collider）完整，否则可能无法正确遮挡。

---

### **五、常见问题**
#### Q1：烘焙后遮挡无效？
- 检查物体是否标记为 **Occludee Static**。
- 调整 **Smallest Occluder** 值，确保小于遮挡物的尺寸。

#### Q2：如何减少遮挡数据体积？
- 增大 **Smallest Occluder** 和 **Smallest Hole** 的值。
- 移除不必要的静态物体标记。

---

### **六、替代方案**
- **视锥体剔除（Frustum Culling）**：Unity 默认启用，仅渲染相机视锥体内的物体。
- **硬件遮挡查询（Hardware Occlusion Query）**：适合高端设备，但需手动实现。

通过合理配置遮挡剔除，可显著减少地形遮挡区域的 Draw Call，尤其适用于开放世界或复杂室内场景！ 🌟

照做之后在遮挡剔除Visualization看效果。远方有一些房子被剔除了，还有一些应该剔除的没剔除。这时候再运行，看向远方的小镇，batches最多只有700多次了，失活远方小镇batches还会降到500多次。然后就研究调整参数把这几个房子也剔除了。

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