淺談Unity 5.4新功能：Light Probe Proxy Volume

Posted 2020-10-22 llguanli

作者:CHRISTOPHER POPE 原文連結

Unity 5.4進入到Beta的階段。当中一個特別的功能是光照探頭代理Light Probe Proxy Volume(LPPV)。本篇會向大家介紹什麼是LPPV,並介紹它怎样運作

對Unity5.4beta有興趣能够從這裡下載，必須有Pro的序號才干使用。

什麼是光照探頭代理

LPPV是一個能幫無法用烘焙光照的超大動態物件(Dynamic object)把很多其它光照資料轉出的元件，像是皮網格或者粒子系統。沒錯! 代表烘焙光照能烘粒子系統的資訊。讚吧?




怎样使用LPPV元件


使用LPPV元件必須要跟著一組光探頭組(Light Probe Group)。能够從 Component -> Rendering -> Light Probe Proxy Volume找到它，在預設情況下。這個元件看起來是這樣：


這個元件须要加到像是有網格甚至光照探頭組的遊戲物件中，想要用到LPPV的物件须要有MeshRenderer或者Renderer元件。並將Light Probes屬性設為“Use Proxy Volume”。

你能够透過指定Proxy Volume Override來使用其他GameObject上的LPPV元件。仅仅需拖放這個物件到不论什么你想要使用它的Renderer元件的屬性裡。

比如：將LPPV元件加到光照探頭組物件中，那麼你就能够透過Proxy Volume Override屬性在全部Renderer元件中共用它:

設定邊界:

邊界的設定有三個選項：

• Automatic Local 
• Automatic World
• Custom 

Automatic Local：預設屬性，邊界會在本地空間內計算，插值光探頭位置將在這個範圍內產生。計算包括Renderer和它底下階層全部有設定Use Proxy Volume的Renderer元件，Automatic World也是一樣算法。

Automatic World:會計算對齊世界坐標軸的邊界。

這兩種選項應該與Proxy Volume Override屬性配合使用在其他的Renderer元件上。另外你也能够將同一個LPPV元件指定到最上層的父物件來使全部下層的物件使用這個LPPV元件。

World和Local的區別在於，在Local模式下當一個階層太多的子物件嘗試使用父物件的LPPV元件會在計算邊界時比较耗效能，但計算出來的邊界尺寸也許會更小，那麼光照資料就會更確實。

Custom：這個模式能用工具來自訂邊界，從場景裡直接編輯或是從inspector介面來改动大小。這個模式邊界是在物件的本地空間中設定的，所以你须要確定全部帶有Renderer元件的物件都要在LPPV的範圍內。

設置解析度/密度:

設定完邊界之後，你還须要考慮代理的密度和解析度。在Resolution Mode底下有兩個選項：

Automatic：自動 - 預設屬性。用來給密度設定一個值，比如每單位的探頭數量。每單位在X,Y,Z軸上的探頭數量計算，數量取決於邊界大小。

Custom：自訂 - 用下拉式功能表來設定X,Y,Z軸上解析度的值。值從1开始以2的次方遞增最大到32，所以你最多能够有32x32x32 個內插(Interpolation)探頭

使用LPPV時效能的考量：

請記住每批64個內插光探頭的內插計算大概须要0.15毫秒的CPU運算（i7-4Ghz）(用Profiler觀察的數據)。光探頭內插計算能够是多執行緒的，但不论什么小於或等於64個內插光照探頭不會用多緒而仅仅在主執行緒中執行。

所以當你使用Unity內建的Profiler在Timeline視圖你會看到BlendLightProbesJob在主執行緒上，假设你將內插光探頭數量添加到超過64個，你就會在工作執行緒上看到BlendLightProbesJob：


當仅仅有一批次的64個內插光探頭時將仅仅會在主執行緒上計算，當有多個批次(大於64)的時候仅仅會在主執行緒上計算一批，其他的會分配到工作執行緒上。但這個行為仅仅針對單個LPPV。

假设你有多個LPPV，並且都少於64個內插光探頭的話。那他們都會主執行緒上運作。

硬體需求：

要讓這個功能運作须要至少支援Shader Model 4的硬體以及相對的API支援，包含支援32位元浮點格式以及線性過濾的3D材質。

使用ShadeSHPerPixel的粒子系統著色器的範例：

Unity的標準著色器是支援這個功能的。但假设你想使用自訂Shader。能够用ShadeSHPerPixel函式。

這個範例說明怎样使用這個函式：

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Shader "Particles/AdditiveLPPV" { Properties {     _MainTex ("Particle Texture", 2D) = "white" {}     _TintColor ("Tint Color", Color) = (0.5,0.5,0.5,0.5) } Category     {     Tags {"Queue"="Transparent" "IgnoreProjector"="True" "RenderType"="Transparent"}     Blend SrcAlpha One     ColorMask RGB     Cull Off Lighting Off ZWrite Off     SubShader     {         Pass         {             CGPROGRAM             #pragma vertex vert             #pragma fragment frag             #pragma multi_compile_particles             #pragma multi_compile_fog             // Don’t forget to specify the target             #pragma target 3.0             #include "UnityCG.cginc"             // You have to include this header to have access to ShadeSHPerPixel             #include "UnityStandardUtils.cginc"             fixed4 _TintColor;             sampler2D _MainTex;             struct appdata_t             {                    float4 vertex : POSITION;                    float3 normal : NORMAL;                    fixed4 color : COLOR;                    float2 texcoord : TEXCOORD0;             };             struct v2f             {                    float4 vertex : SV_POSITION;                    fixed4 color : COLOR;                    float2 texcoord : TEXCOORD0;                    UNITY_FOG_COORDS(1)                    float3 worldPos : TEXCOORD2;                    float3 worldNormal : TEXCOORD3;             };             float4 _MainTex_ST;             v2f vert (appdata_t v)             {                   v2f o;                   o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);                   o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);                   o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;                   o.color = v.color;                   o.texcoord = TRANSFORM_TEX(v.texcoord,_MainTex);                   UNITY_TRANSFER_FOG(o,o.vertex);                   return o;              }                            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target              {                     half3 currentAmbient = half3(0, 0, 0);                     half3 ambient = ShadeSHPerPixel(i.worldNormal, currentAmbient, i.worldPos);                     fixed4 col = _TintColor * i.color * tex2D(_MainTex, i.texcoord);                     >col.xyz += ambient;                     UNITY_APPLY_FOG_COLOR(i.fogCoord, col, fixed4(0,0,0,0)); // fog towards black due to our blend mode                     return col;              }              ENDCG          }       }    } }