Unity2018.4.16 光照烘焙场景和预制

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光照烘焙 作为常用优化手段之一

通过把物体光照的明暗信息保存到纹理上, 实时绘制时不再进行光照计算, 而是采用预先生成的光照纹理(lightmap)来表示明暗效果。
优点:
1.省去光照计算, 提高绘制速度
2.对于一些过度复杂的光照(如光线追踪, 辐射度, AO等算法), 实时计算不太现实. 如果预先计算好保存到纹理上, 这样无疑可以大大提高模型的光影效果
3.保存下来的lightmap还可以进行二次处理, 如做一下模糊, 让阴影边缘更加柔和
缺点:
1.模型额外多了一层纹理, 这样相当于增加了资源的管理成本(异步装载, 版本控制, 文件体积等). 当然, 也可以选择把明暗信息写回原纹理, 但这样限制比较多, 如纹理坐标范围, 物体实例个数...
2.模型需要隔外一层可以展开到一张纹理平面的UV(范围只能是[0,1], 不能重合). 如果原模型本身就是这样, 可以结省掉. 但对于大多数模型来说, 可能会采用WRAP/MIRROR寻址, 这只能再做一层, 再说不能强制每个模型只用一张纹理吧? 所以, lightmap的UV需要美术多做一层, 程序展开算法这里不提及....
3.静态的光影效果与对动态的光影没法很好的结合. 如果光照方向改变了的话, 静态光影效果是无法进行变换的. 而且对于静态的阴影, 没法直接影响到动态的模型. 这一点, 反而影响了真实度

unity中操作流程如下

1.模型 勾选Generate Lightmap UVs选项



2.模型 勾选Static静态属性
3.光源设置



4.打开光照设置

5.将实时光照(RealTime Lighting)下实时全局光照(RealTime Global ILLumination)后的复选框取消勾选,也就只进行烘焙全局光照计算。接着将混合光照(Mixed Lighting)的光照模式(Lighting Mode)后的下拉框中的选项改为烘焙间接光(Baked Indirect),最后再将光照贴图设置(Lightmapping Setings)下的光照运算器(Lightmaper)后的下拉框选项改为渐进式(Progressive),如下图所示。还需要勾选环境遮蔽(Ambient Occlusion),也就是AO,如下第二张图所示,这个选项会在物体或物体间内转角或内转折处产生软阴影,例如墙内凹角,对于表现细节很有帮助


  1. 不自动烘焙和 可选雾效效果



    6.扩展代码PrefabLightmapData.cs

#if UNITY_EDITOR
using UnityEditor;
using System.IO;
#endif
using UnityEngine;
using System.Collections.Generic;
[DisallowMultipleComponent, ExecuteInEditMode]
public class PrefabLightmapData : MonoBehaviour
{
    [System.Serializable]
    struct RendererInfo
    {
        public Renderer renderer;
        public int lightmapIndex;
        public Vector4 lightmapOffsetScale;
    }

    [SerializeField]
    RendererInfo[] m_RendererInfo;
    [SerializeField]
    Texture2D[] m_Lightmaps;
    [SerializeField]
    Texture2D[] m_Lightmaps2;

    const string LIGHTMAP_RESOURCE_PATH = "Assets/Resources/Lightmaps/";

    [System.Serializable]
    struct Texture2D_Remap
    {
        public int originalLightmapIndex;
        public Texture2D originalLightmap;
        public Texture2D lightmap0;
        public Texture2D lightmap1;
    }

    static List<Texture2D_Remap> sceneLightmaps = new List<Texture2D_Remap>();

    void Awake()
    {
        ApplyLightmaps(m_RendererInfo, m_Lightmaps, m_Lightmaps2);
    }

    static void ApplyLightmaps(RendererInfo[] rendererInfo, Texture2D[] lightmaps, Texture2D[] lightmaps2)
    {
        bool existsAlready = false;
        int counter = 0;
        int[] lightmapArrayOffsetIndex;

        if (rendererInfo == null || rendererInfo.Length == 0)
            return;

        var settingslightmaps = LightmapSettings.lightmaps;
        var combinedLightmaps = new List<LightmapData>();
        lightmapArrayOffsetIndex = new int[lightmaps.Length];

        for (int i = 0; i < lightmaps.Length; i++)
        {
            existsAlready = false;
            for (int j = 0; j < settingslightmaps.Length; j++)
            {
                if (lightmaps[i] == settingslightmaps[j].lightmapColor)
                {
                    lightmapArrayOffsetIndex[i] = j;
                    existsAlready = true;
                }
            }

            if (!existsAlready)
            {
                lightmapArrayOffsetIndex[i] = counter + settingslightmaps.Length;
                var newLightmapData = new LightmapData();
                newLightmapData.lightmapColor = lightmaps[i];
                newLightmapData.lightmapDir = lightmaps2[i];
                combinedLightmaps.Add(newLightmapData);
                ++counter;
            }
        }

        var combinedLightmaps2 = new LightmapData[settingslightmaps.Length + counter];
        settingslightmaps.CopyTo(combinedLightmaps2, 0);

        if (counter > 0)
        {
            for (int i = 0; i < combinedLightmaps.Count; i++)
            {
                combinedLightmaps2[i + settingslightmaps.Length] = new LightmapData();
                combinedLightmaps2[i + settingslightmaps.Length].lightmapColor = combinedLightmaps[i].lightmapColor;
                combinedLightmaps2[i + settingslightmaps.Length].lightmapDir = combinedLightmaps[i].lightmapDir;
            }
        }

        ApplyRendererInfo(rendererInfo, lightmapArrayOffsetIndex);

        LightmapSettings.lightmaps = combinedLightmaps2;
    }

    static void ApplyRendererInfo(RendererInfo[] infos, int[] arrayOffsetIndex)
    {
        for (int i = 0; i < infos.Length; i++)
        {
            var info = infos[i];
            info.renderer.lightmapIndex = arrayOffsetIndex[info.lightmapIndex];
            info.renderer.lightmapScaleOffset = info.lightmapOffsetScale;
        }
    }

#if UNITY_EDITOR
    [MenuItem("Assets/Test")]
    static void AAA()
    {
        string filename = "Assets/Scene/Login/Lightmap-0_comp_light.exr";
        AssetDatabase.ImportAsset(filename, ImportAssetOptions.ForceUpdate);
        Debug.Log(filename);
        AssetImporter i = AssetImporter.GetAtPath(filename);
        if (i == null)
        {
            Debug.Log("i is nil");
        }
        var importer = AssetImporter.GetAtPath(filename) as TextureImporter;
        importer.isReadable = true;
        AssetDatabase.ImportAsset(filename, ImportAssetOptions.ForceUpdate);
    }

    [MenuItem("Assets/Update Scene with Prefab Lightmaps")]
    static void UpdateLightmaps()
    {
        PrefabLightmapData[] prefabs = FindObjectsOfType<PrefabLightmapData>();

        foreach (var instance in prefabs)
        {
            ApplyLightmaps(instance.m_RendererInfo, instance.m_Lightmaps, instance.m_Lightmaps2);
        }

        Debug.Log("Prefab lightmaps updated");
    }

    [MenuItem("Assets/Bake Prefab Lightmaps")]
    static void GenerateLightmapInfo()
    {
        Debug.ClearDeveloperConsole();

        if (Lightmapping.giWorkflowMode != Lightmapping.GIWorkflowMode.OnDemand)
        {
            Debug.LogError("ExtractLightmapData requires that you have baked you lightmaps and Auto mode is disabled.");
            return;
        }

        Lightmapping.Bake();

        string lightMapPath = System.IO.Path.Combine(Directory.GetCurrentDirectory(), LIGHTMAP_RESOURCE_PATH);

        if (!Directory.Exists(lightMapPath))
            Directory.CreateDirectory(lightMapPath);

        sceneLightmaps = new List<Texture2D_Remap>();

        //var scene = UnityEngine.SceneManagement.SceneManager.GetActiveScene();
        var sceneName = Path.GetFileNameWithoutExtension(EditorApplication.currentScene);
        var resourcePath = LIGHTMAP_RESOURCE_PATH + sceneName;
        var scenePath = System.IO.Path.GetDirectoryName(EditorApplication.currentScene) + "/" + sceneName + "/";

        PrefabLightmapData[] prefabs = FindObjectsOfType<PrefabLightmapData>();

        foreach (var instance in prefabs)
        {
            var gameObject = instance.gameObject;
            var rendererInfos = new List<RendererInfo>();
            var lightmaps = new List<Texture2D>();
            var lightmaps2 = new List<Texture2D>();

            GenerateLightmapInfo(scenePath, resourcePath, gameObject, rendererInfos, lightmaps, lightmaps2);

            instance.m_RendererInfo = rendererInfos.ToArray();
            instance.m_Lightmaps = lightmaps.ToArray();
            instance.m_Lightmaps2 = lightmaps2.ToArray();

            var targetPrefab = PrefabUtility.GetPrefabParent(gameObject) as GameObject;
            if (targetPrefab != null)
            {
                //Prefab
                PrefabUtility.ReplacePrefab(gameObject, targetPrefab);
            }

            ApplyLightmaps(instance.m_RendererInfo, instance.m_Lightmaps, instance.m_Lightmaps2);
        }

        Debug.Log("Update to prefab lightmaps finished");
    }

    static void GenerateLightmapInfo(string scenePath, string resourcePath, GameObject root, List<RendererInfo> rendererInfos, List<Texture2D> lightmaps, List<Texture2D> lightmaps2)
    {
        var renderers = root.GetComponentsInChildren<MeshRenderer>();
        foreach (MeshRenderer renderer in renderers)
        {
            if (renderer.lightmapIndex != -1)
            {
                RendererInfo info = new RendererInfo();
                info.renderer = renderer;
                info.lightmapOffsetScale = renderer.lightmapScaleOffset;

                Texture2D lightmap = LightmapSettings.lightmaps[renderer.lightmapIndex].lightmapColor;
                Texture2D lightmap2 = LightmapSettings.lightmaps[renderer.lightmapIndex].lightmapDir;
                int sceneLightmapIndex = AddLightmap(scenePath, resourcePath, renderer.lightmapIndex, lightmap, lightmap2);

                info.lightmapIndex = lightmaps.IndexOf(sceneLightmaps[sceneLightmapIndex].lightmap0);
                if (info.lightmapIndex == -1)
                {
                    info.lightmapIndex = lightmaps.Count;
                    lightmaps.Add(sceneLightmaps[sceneLightmapIndex].lightmap0);
                    lightmaps2.Add(sceneLightmaps[sceneLightmapIndex].lightmap1);
                }

                rendererInfos.Add(info);
            }
        }
    }

    static int AddLightmap(string scenePath, string resourcePath, int originalLightmapIndex, Texture2D lightmap, Texture2D lightmap2)
    {
        int newIndex = -1;

        for (int i = 0; i < sceneLightmaps.Count; i++)
        {
            if (sceneLightmaps[i].originalLightmapIndex == originalLightmapIndex)
            {
                return i;
            }
        }

        if (newIndex == -1)
        {
            var lightmap_Remap = new Texture2D_Remap();
            lightmap_Remap.originalLightmapIndex = originalLightmapIndex;
            lightmap_Remap.originalLightmap = lightmap;

            var filename = scenePath + "Lightmap-" + originalLightmapIndex;

            lightmap_Remap.lightmap0 = GetLightmapAsset(filename + "_comp_light.exr", resourcePath + "_light", originalLightmapIndex, lightmap);
            if (lightmap2 != null)
            {
                lightmap_Remap.lightmap1 = GetLightmapAsset(filename + "_comp_dir.png", resourcePath + "_dir", originalLightmapIndex, lightmap2);
            }

            sceneLightmaps.Add(lightmap_Remap);
            newIndex = sceneLightmaps.Count - 1;
        }

        return newIndex;
    }

    static Texture2D GetLightmapAsset(string filename, string resourcePath, int originalLightmapIndex, Texture2D lightmap)
    {
        AssetDatabase.ImportAsset(filename, ImportAssetOptions.ForceUpdate);
        var importer = AssetImporter.GetAtPath(filename) as TextureImporter;
        importer.isReadable = true;
        AssetDatabase.ImportAsset(filename, ImportAssetOptions.ForceUpdate);

        var assetLightmap = AssetDatabase.LoadAssetAtPath<Texture2D>(filename);

        var assetPath = resourcePath + "-" + originalLightmapIndex + ".asset";
        var newLightmap = Instantiate<Texture2D>(assetLightmap);

        AssetDatabase.CreateAsset(newLightmap, assetPath);

        newLightmap = AssetDatabase.LoadAssetAtPath<Texture2D>(assetPath);

        importer.isReadable = false;
        AssetDatabase.ImportAsset(filename, ImportAssetOptions.ForceUpdate);

        return newLightmap;
    }
#endif

}

7.模型挂载PrefabLightmapData.cs代码
烘焙场景和预制 Assets/Update Scene with Prefab Lightmaps
烘焙预制Assets/Bake Prefab Lightmaps

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
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