Unity中反射光照是如何工作的

? ? ? ? 先來看個(gè)案例問題，下圖中，蘋果的反射效果看起來是很奇怪的。

? ? ? ? ?在它的表面上反射了兩種不同顏色的Spot Light光源，還反射了不屬于室內(nèi)環(huán)境的來自天空盒的光線，這是有問題的。在解決這個(gè)問題之前，我們需要知道在Unity中反射是如何工作的。

Unity中的反射

? ? ? ? 在游戲或?qū)崟r(shí)應(yīng)用中，反射貼圖（反射映射，reflection mapping）是用來模擬反射的方法，它會(huì)假設(shè)所有場(chǎng)景中可反射光的物體都能看到相同的環(huán)境。在諸如室外場(chǎng)景的簡(jiǎn)單開放空間中，這并沒有什么問題。但在室內(nèi)場(chǎng)景或更復(fù)雜的環(huán)境中則會(huì)出點(diǎn)問題（里面會(huì)增加許多影響反射的變量）。

? ? ? ? 舉個(gè)例子，想象有一個(gè)賽車游戲，其中部分路面通過一個(gè)隧道包裹了起來。如果玩家在隧道內(nèi)的時(shí)候，車身仍然反射了天空的光線，那么會(huì)非常影響體驗(yàn)。

? ? ? ? 在Unity中，我們可以使用Relection Probes來改善場(chǎng)景中的反射效果質(zhì)量，它通過在關(guān)鍵點(diǎn)上采樣環(huán)境信息，來確定此處是否會(huì)對(duì)反射產(chǎn)生影響。

Reflection Probes如何工作

? ? ? ? Reflection Probes在場(chǎng)景中，以一個(gè)cubemap的形式記錄來自某個(gè)點(diǎn)的可見的環(huán)境和光照信息，我們可以將它看做是一個(gè)立方體，有六個(gè)紋理，在立方體的內(nèi)表面上，這些紋理記錄了場(chǎng)景中的特定點(diǎn)的反射信息。這個(gè)概念和用于生成天空盒的cubemap是類似的。

? ? ? ? 當(dāng)一個(gè)游戲物體的shader訪問Reflection Probes的cubemap時(shí)， 這個(gè)物體表面的每個(gè)點(diǎn)能夠看到這個(gè)cubemap的一小部分，這一小部分的區(qū)域是由這個(gè)表面的朝向所決定的。Shader在計(jì)算游戲物體表面的顏色時(shí)，會(huì)使用該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的cubemap中相關(guān)的顏色信息。

? ? ? ? 在Unity中每個(gè)場(chǎng)景實(shí)際上都有一個(gè)秘密的Reflection Probe用來采樣天空盒。這個(gè)Reflection Probe提供了場(chǎng)景中的基礎(chǔ)反射信息，這也是前面例子中金屬蘋果反射了天空光線的原因所在。

? ? ? ? Reflection Probes周圍也有一個(gè)不可見的盒子來表示其作用范圍（zone of effect）的，我們可以配置這個(gè)盒子的大小。處于Reflection? Probe作用范圍內(nèi)的反射性物體，計(jì)算反射的cubemap是由這個(gè)Reflection Probe所提供的。當(dāng)物體從一個(gè)范圍移動(dòng)到另一個(gè)范圍時(shí)，cubemap也會(huì)相應(yīng)改變。之前所提到的賽車游戲中，我們可以為隧道設(shè)置一個(gè)Reflection Probe，在隧道范圍內(nèi)使用這個(gè)Relection Probe所提供的信息來計(jì)算反射光照效果。

放置并配置Reflection Probe

? ? ? ? 回到最初的那個(gè)金屬蘋果反光問題，我們?cè)趫?chǎng)景中放置一個(gè)Reflection Probe來解決這個(gè)問題:

? ? ? ? 1. 在Hierarchy窗口（空白處右鍵選擇Light -> Refleciton Probe）或通過主菜單欄（GameObject -> Light -> Refleciton Probe）添加一個(gè)Refleciton Probe

? ? ? ? 2. 將Refleciton Probe放置到蘋果前面，它越接近蘋果的實(shí)際位置，反射信息計(jì)算就會(huì)越精確

? ? ? ? ? ? 我們會(huì)看到，除了spotlight的反射外，放置了Refleciton Probe后，蘋果會(huì)變成黑色，這是因?yàn)樘O果進(jìn)入了Refleciton Probe的作用范圍內(nèi)了（這個(gè)作用范圍空間是一個(gè)立方體表示的，縮放場(chǎng)景可以看到這個(gè)盒子）。

? ? ? ? ?3. 在Refleciton Probe的Inspector中，確認(rèn)一下Type是Baked。在Runtime Settings中，啟用Box Projection屬性

? ? ? ? ?Box Projection屬性啟用后，蘋果表面的反射光計(jì)算，會(huì)和蘋果在Refleciton Probe的作用區(qū)域內(nèi)的位置相關(guān)。

? ? ? ? 4. 調(diào)整一下Box Size的X,Y,Z值以及Reflection Probe的位置，讓Refleciton Probe的作用區(qū)域覆蓋到我們想要的區(qū)域（下圖黃色框線表示盒子的大小和位置，僅為示例）

? ? ? ? ?5. 點(diǎn)擊Reflection Probe的Inspector面板中最后的Bake按鈕進(jìn)行烘焙

? ? ? ? ?Reflection Prboe需要獨(dú)立烘焙，除非我們啟用了auto-baking（在Lighting窗口中的Auto Generate選項(xiàng)）。

? ? ? ? 6. 最后，來看看烘焙后，這顆金屬蘋果的反光效果怎么樣