8.3 单光贴图和Forward 渲染路径
8.3.1单光照贴图在VertexLit和Forward下面的不同表现
在单光照贴图的情况下， Camera的RenderingPath 为 VertexLit 时， 有一个不理想的地方就是被烘焙过的静态物体，默认的材质不会受到实时光照的影响。当然，可以通过提供自定义的材质改变这一行为，但是很麻烦 。 在RenderingPath为Forward时，这种麻烦就不会存在了，经过烘焙物体，Unity的默认材质 会继续受到实时Pixel光源的影响。
8.3.2 准备可应用于烘培的自发光材质
如图所示。与前两个场景类似，不同之处在于我们会在这里演示Forward模式下如何让材质正确地被烘焙，以及正确地应用光照贴图。
首先是绿色的自发光材质。与VertexLit模式下的自发光类似，这里只是提供了_EmissionLM属性，以及材质名前缀为Self-Illumin的Unity规范。ForwardEmission.shader的代码如下:
Shader "Self-Illumin/Lighting/LightMapping/Lab_3/ForwardEmission" {
Properties {
_MainTex("MainTexture",2d)="white"{}
_Color ("Base Color", Color) =(1,1,1,1)
_EmissionLM ("Emission (Lightmapper)", Float) = 1
}
SubShader {
pass{
Tags{ "LightMode"="ForwardBase"}
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#pragma multi_compile_fwdbase
#include "UnityCG.cginc"
#include "Lighting.cginc"
uniform float4 _Color;
struct vertOut{
float4 pos:SV_POSITION;
float4 color:COLOR;
float3 litDir:TEXCOORD0;
float3 worldN:TEXCOORD1;
};
vertOut vert(appdata_base v)
{
float4 worldV=mul(_Object2World,v.vertex);
float3 worldN=mul(_Object2World,float4(SCALED_NORMAL,0)).xyz;
float3 c=Shade4PointLights(unity_4LightPosX0,unity_4LightPosY0,unity_4LightPosZ0,unity_LightColor[0],unity_LightColor[1],unity_LightColor[2],unity_LightColor[3],unity_4LightAtten0,worldV.xyz,worldN);
vertOut o;
o.pos=mul(UNITY_MATRIX_MVP,v.vertex);
o.litDir=WorldSpaceLightDir(v.vertex);
o.worldN=worldN;
o.color=float4(c,1.0)*_Color;
return o;
}
float4 frag(vertOut i):COLOR
{
float4 c=max(0.0,dot(i.worldN,normalize(i.litDir)))*_LightColor0*_Color;
return c+i.color+_Color;
}
ENDCG
}//end pass
pass{
Tags{ "LightMode"="ForwardAdd"}
Blend One One
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "UnityCG.cginc"
#include "Lighting.cginc"
uniform float4 _Color;
struct vertOut{
float4 pos:SV_POSITION;
float3 litDir:TEXCOORD0;
float3 worldN:TEXCOORD1;
float atten:TEXCOORD2;
};
vertOut vert(appdata_base v)
{
float3 worldN=mul(_Object2World,float4(SCALED_NORMAL,0)).xyz;
vertOut o;
o.pos=mul(UNITY_MATRIX_MVP,v.vertex);
o.litDir=WorldSpaceLightDir(v.vertex);
float dist=length(o.litDir);
o.atten=1/(1+dist*dist*_WorldSpaceLightPos0.w);
o.worldN=worldN;
return o;
}
float4 frag(vertOut i):COLOR
{
float4 c=_LightColor0*_Color*max(0.0,dot(i.worldN,normalize(i.litDir)))*i.atten;
return c;
}
ENDCG
}//end pass
}
}8.3.3 在ForwardBase内计算光照贴图
然后就是myForwardLM.shader。在此Shader的ForwardBase Pass内，我们计算了unity_Lightmap的影响，这也是Unity默认的计算光照贴图的地方。之所以在ForwardBase内计算，而不是在ForwardAdd内计算，是因为在有多个Pixel光源的情况下ForwardAdd会分别被执行多次。myForwardLM.shader的代码如下:
Shader "Tut/Lighting/LightMapping/Lab_3/myForwardLM" {
Properties {
_MainTex("MainTexture",2d)="white"{}
_Color ("Base Color", Color) =(1,1,1,1)
}
SubShader {
pass{
Tags{ "LightMode"="ForwardBase"}
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#pragma multi_compile_fwdbase
#include "UnityCG.cginc"
#include "Lighting.cginc"
uniform float4 _Color;
sampler2D _MainTex;
float4 _MainTex_ST; //scale & position of _MainTex
#ifndef LIGHTMAP_OFF
// sampler2D unity_Lightmap;//Beast lightmap
// float4 unity_LightmapST; //scale & position of Beast lightmap
#endif
struct vertOut{
float4 pos:SV_POSITION;
float4 color:COLOR;
float3 litDir:TEXCOORD0;
float3 worldN:TEXCOORD1;
float2 uv:TEXCOORD2;
#ifndef LIGHTMAP_OFF
float2 uvLM:TEXCOORD3;
#endif
};
vertOut vert(appdata_full v)
{
float4 worldV=mul(_Object2World,v.vertex);
float3 worldN=mul(_Object2World,float4(SCALED_NORMAL,0)).xyz;
float3 c=Shade4PointLights(unity_4LightPosX0,unity_4LightPosY0,unity_4LightPosZ0,unity_LightColor[0],unity_LightColor[1],unity_LightColor[2],unity_LightColor[3],unity_4LightAtten0,worldV.xyz,worldN);
vertOut o;
o.pos=mul(UNITY_MATRIX_MVP,v.vertex);
o.litDir=WorldSpaceLightDir(v.vertex);
o.worldN=worldN;
o.uv=v.texcoord.xy;
#ifndef LIGHTMAP_OFF
o.uvLM=v.texcoord1.xy;
#endif
o.color=float4(c,1.0)*_Color;
return o;
}
float4 frag(vertOut i):COLOR
{
float4 c=max(0.0,dot(i.worldN,normalize(i.litDir)))*_LightColor0*_Color;
#ifndef LIGHTMAP_OFF
float3 clm=tex2D(_MainTex,i.uv).rgb*DecodeLightmap(UNITY_SAMPLE_TEX2D(unity_Lightmap,i.uvLM));
c+=float4(clm,1.0);
#endif
return (c+i.color);
}
ENDCG
}//end pass
pass{
Tags{ "LightMode"="ForwardAdd"}
Blend One One
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "UnityCG.cginc"
#include "Lighting.cginc"
uniform float4 _Color;
struct vertOut{
float4 pos:SV_POSITION;
float3 litDir:TEXCOORD0;
float3 worldN:TEXCOORD1;
float atten:TEXCOORD2;
};
vertOut vert(appdata_base v)
{
float3 worldN=mul(_Object2World,float4(SCALED_NORMAL,0)).xyz;
vertOut o;
o.pos=mul(UNITY_MATRIX_MVP,v.vertex);
o.litDir=WorldSpaceLightDir(v.vertex);
float dist=length(o.litDir);
o.atten=1/(1+dist*dist*_WorldSpaceLightPos0.w);
o.worldN=worldN;
return o;
}
float4 frag(vertOut i):COLOR
{
float4 c=_LightColor0*_Color*max(0.0,dot(i.worldN,normalize(i.litDir)))*i.atten;
return c;
}
ENDCG
}//end pass
}
}现在可以烘焙一下了，其结果如图下所示。首先我们可以注意到，相比于VertexLit模式下，烘焙过的物体，默认材质不再受到实时光源的影响，我们在Forward模式下的黄色实时Pixel光源仍对烘焙过的物体有着照明作用。但是可以尝试，在Camera为Forward模式时，将实时光源改为Not Important Vertex光源，是不会对已烘焙过的物体产生照明影响的。其次，被烘焙过的光源不再对烘焙过的物体产生照明，比如场景中的自色光源(光源1)和绿色光源(光源2)，我们可以通过GUI移动或者改变颜色，但是对于烘焙过的物体，它不再产生照明。除非我们将光源Lightmapping模式改为RealTime Only，它才会对烘焙过的物体产生照明。
