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前言

主要写全局照明中，光照探针的支持

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一、光照探针用在哪怎么用

1、光照探针的应用场景

在一个只有 Backed 模式灯光的场景中，有一个非静态的物体
即该物体在烘焙时，不会被烘焙，不会受到烘焙灯光的影响。

但是，我们此时不能修改灯光的模式 也不能修改该物体为静态物体
却需要给该动态物体受到烘焙灯光的影响
此时就需要使用光照探针了

2、我们按照以上条件，在Unity中搭建一个相同的环境

我们会发现，小球在烘焙后是不受烘焙光的影响的

3、创建光照探针

可以直接在一个空物体添加 Light Probe Group，也按下图直接添加光照探针

添加后，把光照探针的范围设置到，要让动态小球接收到烘焙光影响的范围
在光照探针中，黄色小点点在空间内越密集越多，动态物体接收到的烘焙光越精致细腻

然后，我们烘焙后就可以看见小球能接收烘焙光的效果了

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二、在我们自己的Shader中，实现支持光照探针

我们继续使用之前的文章作为测试

• Unity中Shader再议ATTENUATION

我们会发现我们的 Shader在使用后是全黑的
因为我们关闭了主平行光，两个点光源又是Backed类

1、使用常用的 cginc

#include “AutoLight.cginc”
#include “Lighting.cginc”

2、在 v2f 中，准备如下变量

float4 worldPos : TEXCOORD;
half3 worldNormal : NORMAL;
half3 sh : TEXCOORD2;

3、在顶点着色器中，进行顶点和法线世界空间的转化后，使用如下代码

//实现 球谐 或者 环境色 和 顶点照明 的计算
//SH/ambient and vertex lights
#ifndef LIGHTMAP_ON //当此对象没有开启静态烘焙时
#if UNITY_SHOULD_SAMPLE_SH && !UNITY_SAMPLE_FULL_SH_PER_PIXELo.sh = 0;//近似模拟非重要级别的点光在逐顶点上的光照效果#ifdef VERTEXLIGHT_ONo.sh += Shade4PointLights(unity_4LightPosX0,unity_4LightPosY0,unity_4LightPosZ0,unity_LightColor[0].rgb,unity_LightColor[1].rgb,unity_LightColor[2].rgb,unity_LightColor[3].rgb,unity_4LightAtten0,o.worldPos,o.worldNormal);#endifo.sh = ShadeSHPerVertex(o.worldNormal,o.sh);
#endif
#endif

4、在片元着色器中，使用如下代码计算

#if UNITY_SHOULD_SAMPLE_SH && !UNITY_SAMPLE_FULL_SH_PER_PIXELgiInput.ambient = i.sh;
#elsegiInput.ambient = 0.0;
#endif

然后，我们就可以看见我们的Shader也有光照探针的效果了

同时，也有了逐顶点光照的效果

最终代码

//在这里里面使用 自定义的 cginc 来实现全局GI
//GI数据的准备
//烘培分支的判断
//GI的直接光实现
//GI的间接光实现
//再议ATTENUATION
//光照探针的支持
Shader "MyShader/P1_8_8"
{SubShader{Tags { "RenderType"="Opaque" }Pass{Tags{"LightMode"="ForwardBase"}CGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#pragma multi_compile_fwdbase#include "UnityCG.cginc"#include "AutoLight.cginc"#include "Lighting.cginc"#include "CGIncludes/MyGlobalIllumination.cginc"struct appdata{float4 vertex : POSITION;//定义第二套 UV ，appdata 对应的固定语义为 TEXCOORD1#if defined(LIGHTMAP_ON) || defined(DYNAMICLIGHTMAP_ON)float4 texcoord1 : TEXCOORD1;#endifhalf3 normal : NORMAL;};struct v2f{float4 pos : SV_POSITION;float4 worldPos : TEXCOORD;//定义第二套UV#if defined(LIGHTMAP_ON) || defined(DYNAMICLIGHTMAP_ON)float4 lightmapUV : TEXCOORD1;#endifhalf3 worldNormal : NORMAL;half3 sh : TEXCOORD2;//1、使用 阴影采样 和 光照衰减的方案的 第一步//同时定义灯光衰减以及实时阴影采样所需的插值器UNITY_LIGHTING_COORDS(3,4)//UNITY_SHADOW_COORDS(2)};v2f vert (appdata v){v2f o;o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld,v.vertex);o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);//对第二套UV进行纹理采样#if defined(LIGHTMAP_ON) || defined(DYNAMICLIGHTMAP_ON)o.lightmapUV.xy = v.texcoord1 * unity_LightmapST.xy + unity_LightmapST.zw;#endif//实现 球谐 或者 环境色 和 顶点照明 的计算//SH/ambient and vertex lights#ifndef LIGHTMAP_ON //当此对象没有开启静态烘焙时#if UNITY_SHOULD_SAMPLE_SH && !UNITY_SAMPLE_FULL_SH_PER_PIXELo.sh = 0;//近似模拟非重要级别的点光在逐顶点上的光照效果#ifdef VERTEXLIGHT_ONo.sh += Shade4PointLights(unity_4LightPosX0,unity_4LightPosY0,unity_4LightPosZ0,unity_LightColor[0].rgb,unity_LightColor[1].rgb,unity_LightColor[2].rgb,unity_LightColor[3].rgb,unity_4LightAtten0,o.worldPos,o.worldNormal);#endifo.sh = ShadeSHPerVertex(o.worldNormal,o.sh);#endif#endif//2、使用 阴影采样 和 光照衰减的方案的 第二步UNITY_TRANSFER_LIGHTING(o,v.texcoord1.xy)//TRANSFER_SHADOW(o)return o;}fixed4 frag (v2f i) : SV_Target{//1、准备 SurfaceOutput 的数据SurfaceOutput o;//目前先初始化为0，使用Unity自带的方法，把结构体中的内容初始化为0UNITY_INITIALIZE_OUTPUT(SurfaceOutput,o)o.Albedo = 1;o.Normal = i.worldNormal;//1、代表灯光的衰减效果//2、实时阴影的采样UNITY_LIGHT_ATTENUATION(atten,i,i.worldPos);//2、准备 UnityGIInput 的数据UnityGIInput giInput;//初始化UNITY_INITIALIZE_OUTPUT(UnityGIInput,giInput);//修改用到的数据giInput.light.color = _LightColor0;giInput.light.dir = _WorldSpaceLightPos0;giInput.worldPos = i.worldPos;giInput.worldViewDir = normalize(_WorldSpaceCameraPos - i.worldPos);giInput.atten = atten;giInput.ambient = 0;#if UNITY_SHOULD_SAMPLE_SH && !UNITY_SAMPLE_FULL_SH_PER_PIXELgiInput.ambient = i.sh;#elsegiInput.ambient = 0.0;#endif#if defined(DYNAMICLIGHTMAP_ON) || defined(LIGHTMAP_ON)giInput.lightmapUV = i.lightmapUV;#endif//3、准备 UnityGI 的数据UnityGI gi;//直接光照数据（主平行光）gi.light.color = _LightColor0;gi.light.dir = _WorldSpaceLightPos0;//间接光照数据(目前先给0)gi.indirect.diffuse = 0;gi.indirect.specular = 0;//GI的间接光照的计算 LightingLambert_GI1(o,giInput,gi);//查看Unity源码可知，计算间接光照最主要的函数就是//inline UnityGI UnityGI_Base1(UnityGIInput data, half occlusion, half3 normalWorld)//所以我们直接给 gi 赋值，可以不使用 LightingLambert_GI1gi = UnityGI_Base1(giInput,1,o.Normal);//GI的直接光照的计算//我们在得到GI的数据后，对其进行Lambert光照模型计算，即可得到结果fixed4 c =  LightingLambert1(o,gi);return c;//return fixed4(gi.indirect.diffuse,1);//return 1;}ENDCG}//阴影的投射Pass{//1、设置 "LightMode" = "ShadowCaster"Tags{"LightMode" = "ShadowCaster"}CGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag//需要添加一个 Unity变体#pragma multi_compile_shadowcaster#include "UnityCG.cginc"//声明消融使用的变量float _Clip;sampler2D _DissolveTex;float4 _DissolveTex_ST;//2、appdata中声明float4 vertex:POSITION;和half3 normal:NORMAL;这是生成阴影所需要的语义.//注意：在appdata部分，我们几乎不要去修改名字 和 对应的类型。//因为，在Unity中封装好的很多方法都是使用这些标准的名字struct appdata{float4 vertex:POSITION;half3 normal:NORMAL;float4 uv:TEXCOORD;};//3、v2f中添加V2F_SHADOW_CASTER;用于声明需要传送到片断的数据.struct v2f{float4 uv : TEXCOORD;V2F_SHADOW_CASTER;};//4、在顶点着色器中添加TRANSFER_SHADOW_CASTER_NORMALOFFSET(o)，主要是计算阴影的偏移以解决不正确的Shadow Acne和Peter Panning现象.v2f vert(appdata v){v2f o;o.uv.zw = TRANSFORM_TEX(v.uv,_DissolveTex);TRANSFER_SHADOW_CASTER_NORMALOFFSET(o);return o;}//5、在片断着色器中添加SHADOW_CASTER_FRAGMENT(i)fixed4 frag(v2f i) : SV_Target{//外部获取的 纹理 ，使用前都需要采样fixed4 dissolveTex = tex2D(_DissolveTex,i.uv.zw);//片段的取舍clip(dissolveTex.r -  _Clip);SHADOW_CASTER_FRAGMENT(i);}ENDCG}}
}