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很多刚刚接触Unity3d的童鞋花了大量的时间自学,可总是把握不好Unity3d的烘焙,刚从一个坑里爬出来,又陷入另一个新的坑,每次烘焙一个场景少则几个小时,多则几十个小时,机器总是处于假死机状态,半天看不到结果,好不容易烘焙完了,黑斑、撕裂、硬边、漏光或漏阴影等缺陷遍布,惨不忍睹,整体效果暗无层次,或者苍白无力,灯光该亮的亮不起来,该暗的暗不下去,更谈不上有什么意境,痛苦的折磨,近乎失去了信心,一个团队从建模到程序,都没什么问题,可一到烘焙这一关,就堵得心塞,怎么也搞不出好的视觉效果,作品没法及时向用户交付,小姐姐在这里分享一些自己的经验,希望能帮到受此痛苦折磨的朋友,话不多说,开工! 哦,对了,忘了交代一点,很多朋友总是喜欢追高版本的unity3d软件,以为高版就一定很好,目前Unity3d 2019还处于测试阶段,有人就迫不及待地下载使用,测试版问题很多,用于生产风险很大。unity3d共有三个版本标识,alpha、beta、final,其中alpha是公认的内测版,也就是内部测试版,很多代码都有问题,beta版是公测版,也有不少问题,final版才是最后的正式版,alpha版一般简写为a,例如unity 2019.1.1a8(64-bit)、Unity 2019.2.0a4,这两个版本都是测试版,如果版本标识中有字母b,就是公测版,也不能下载使用,只有带 f 的版本才能用于项目制作,所以现在最高只能使用2018版,很多老司机还在用5.6版,一般都不追高版。 本文和大家一起探讨的实例效果截图(后续会不断更新): 干活! ● Unity日景烘焙 首先小姐姐以著名的斯蓬扎宫模型场景为例,和大家一起探讨一下正午时分的光影布光方法及烘焙过程。3dMax模型情况如下图所示(由图可见,模型的面数为6万多(见截图左上角),模型一定要采用精简的单面建模,否则这个场景的面数会多达几百万,甚至上千万的面,如此多的面数,Unity是吃不消的,无论烘焙过程的展UV,还是烘焙,甚至烘焙之后的场景运行,都会陷入无休止的等待、假死机和卡顿状态,毕竟烘焙之后也会个场景带来一些负载,而且最终作品要在用户机器或手机上运行,所以从模型的面数方面,必须充分考虑给场景留出足够的裕度)
⑴ 在导入模型前,按下图所示,勾选掉Unity3d的“Auto Generate”(自动烘焙)选项,好多人一打开Unity3d,不知道怎么啦,总感觉系统处于运算状态,就是因为Unity默认这个选项是勾选的,当导入模型后,什么还没做,就一直陷入莫名的忙机,也是这个原因,所以导入前取消这个选项。 ⑷ 继续,此时拉开“location”后面的下拉框,将设置改为第一项,也就是“use external materails(legacy)”,意思是使用外部材质,如下图所示: ⑸ 接下来还需要将“naming”后面的下拉框改为“from model‘s materails’”,如下图所示,意思是贴图名称取自模型材质,然后点击下面第二张图中所示的“apply”(应用)按钮,这时unity就稀里哗啦地将所有材质和贴图真正导入Unity。 无论是游戏,还是VR场景,烘焙前首先要做的事是灯光的布设,因为烘焙的主要任务是渲染灯光的光影效果,没有灯光,烘焙也就无从谈起。unity3d的布光原则,和其他3D软件并无二样,也就是要根据所要表现的意境和气氛来决定如何打灯。一开始我们就说要烘焙正午时分的场景,下面我们就按正午时刻的光照来布设灯光。大家都知道,正午时分,阳光明媚,光照明暗分明,太阳光近乎垂直投射,但是,这个场景只有顶部一个可进光的开口,其他部分都是密闭的,表现正午的气氛,如果灯光垂直向下投射,阴影会与场景物体重合,所以我们不能垂直打灯,因此将灯光调至与地面夹角大约60-80度,合理的灯光布设是场景光影出彩和营造气氛的先决条件,不同的时间段,灯光角度不同。 ⑴ 下面我们用平行光来模拟太阳光,作为主光源(照亮场景的主要光源)照亮场景的部分区域(也就是迎光面),产生光斑,与此同时,在其他区域产生阴影。照亮区和阴影区必须形成强烈的反差,才能显示出阳光的明媚,很多人烘焙的场景平淡,就是因为明暗对比不强烈,该亮的不亮,该暗的不暗。非洲人之所以看起来牙齿很白,是因为黑色脸部的衬托所致,因此要表现优秀的阳光效果,光照明暗反差要大,但暗区也不能死黑一片。Unity一创建新的场景,就默认为我们创建了一盏平行光,现在我们将其调至如下图所示的投射角度,既要考虑让一二层都有阳光投射的痕迹,又不至于灯光垂直入射。 做完以上的设置之后,还需要对模型进行必要的设置。选中层级面板中所有需要烘焙的模型物体,勾选Inspector面板右上角的Static,将所有物体设定为静态,如下图所示,否则烘焙之后没有阴影和任何效果,切记!然后在assets面板中,选中导入的所有FBX模型,勾选inspector面板模型(model)下的创建光照贴图坐标(Generate Lightmap UVs)复选框,如下第二张图所示,否则烘焙后,模型会遍布黑斑,其实是光照图错乱,因为没有贴图坐标,光照图不知道怎么贴。 完成上面的设置,就可以进行场景烘焙了。点击下图所示的“Generate Lighting(生成光照)”按钮,即可开始光照烘焙 接上面的步骤,烘焙完成共耗时7.5分钟,且无任何报错提示,如下图所示: 6. 没经验的初学者烘焙的情况 初学者或者没经验的童鞋,将烘焙参数设的稍高一些,即如下图所示,将”Bounce(反弹次数)“设为4,Lightmap Resolution(光照贴图分辨率)”设为20,“Lightmap Size(光照贴图尺度)”设为2048,烘焙时屏幕右下角的ETA(剩余时间,也就是烘焙完成需要的时间)一开始显示为3个多小时,然后不断增加,甚至几十个小时,经历漫长的等待之后,直接心理奔溃,明明做个简单的例子烘焙挺快的,为什么一到实际项目就让人这么心塞呢? 7. 烘焙渲染超级缓慢的原因分析及解决方案 ⑴ 模型面数超高是Unity3d烘焙超慢的罪魁祸首 大家都知道,光照烘焙的实质是将模型的每个面上所受光照渲染到其展开的对应UV区块上的过程,大家可以自己试验一下,在自己熟悉的3D软件中创建一个简单的立方体和一个面模型,然后导入Unity3d进行烘焙,速度会非常快,但是当复制10万个立方体,再导入Unity3d烘焙的时候,速度就非常慢,由这个简单的例子可以得出结论,模型的面数越多,烘焙所消耗的时间越长,所以降低模型面数是加速烘焙的首选方案,换言之,模型面数超高是造成Unity光影烘焙缓慢的主要原因,也就是在保证模型外观不变的情况下,应尽可能地降低模型面数。 很多童鞋之前从事效果图或3D动画,转入VR之后,仍然沿用效果图和动画的建模习惯,将每个面建的很精细,很光滑,即使模型规模再大都不用担心,因为这些童鞋的机器配置都很高,但是VR不同于效果图和动画,效果图和动画最终作品只需给用户提交几张图片或视频(图片序列),而VR最终作品是要给用户提交一个能够在配置不高的用户机或手机上实时运行的3D场景文件,所以制作VR或游戏作品,无论你的机器配置多高,都应尽可能优化场景模型面数。模型面数不仅影响烘焙速度和质量,同时也影响最终作品的实时运行效率。 简单地说,VR和游戏建模,应放弃传统的实体建模习惯,改用精简的低面数最优化单面建模方法,也就是poly(多边形)建模,这样才能有效降低模型面数,具体如何构建模型,就不赘述了,如有兴趣可关注小姐姐的《Unity模型预处理布光烘焙后处理特效美工场景优化实战视频教程》去临摹,也可阅读小姐姐CSDN的其他案例文章。这里只给出精简建模的一些原则,也就是在保证模型外观的前提下,应尽可能降低曲面光弧度(段数),一些细节采用贴图来表现,如下图所示:
一些童鞋确实使用poly单面建模构建的场景,但是由于疏忽或误操作,一些顶点未被焊合,或其他原因,造成很多重叠的面,从外观上看,都是单个的面,而实际在这些面的后面重叠了好多面,这些面在烘焙渲染过程中,都会被展开,并要一一被烘焙,而实际后面重叠的面都毫无意义,白白花费了很长时间在烘焙无用的东西,所以建模完成后,应排查重叠面和重叠的顶点。关于重叠面后面会进行图解。 ⑷ 不合理的lightmap UV布局将大幅增加烘焙渲染时间 由于Unity3d自带的lightmap UV’s拆分(展开)算法的硬伤,在指定的UV尺度下,物体的光照UV常常集聚在一张lightmap的局部区域,使大量的UV空间白白浪费,如下图所示。为了增大UV所占的比例,很多童鞋通过增加下面第二张图中的“Scale in Lightmap”参数反复测试,时间都花在了一次又一次的测试中,少则几个小时,多则几天,得不偿失。而且当增加“Scale in Lightmap”参数时,原来一些UV区块又相应缩小,为了让所有的UV区块都增大,每个物体的“Scale in Lightmap”都得增加,此时烘焙时间成倍剧增。原本想让所有UV区块占满一张lightmap,可是unity并不听使唤,不仅没有充分利用lightmap有效空间,而且又增加了lightmap的数量,每张lightmap和刚才那个lightmap一样,都浪费很多UV空间。经过多次长时间的烘焙测试后,烘焙缺陷虽然消除了,可lighmap所消耗的内存空间惊人,这给作品后续的实时运行增加了很大负担。因此不合理lightmap UV布局也是导致烘焙缓慢的重要因素。所以小姐姐强烈建议不要使用Unity3d自带的Lightmap UVs展平功能,也就是不要勾选下面第三张图中的“Generate Lightmap UVs(自动展平Lightmap UV坐标)”,不勾选这个选项则系统会利用建模软件中拆分(展平)的通道2中的UV坐标。这个数据保存在FBX文件中,Unity3d是可以识别的。 前面我们一起讨论了造成烘焙渲染缓慢的原因和解决方案,下面我们继续剖析造成很多烘焙缺陷原因及解决方案,前面所讨论的渲染烘焙缓慢的原因也是造成各种烘焙缺陷的根源,接下来我们逐一进行分析。 ⑴ 模型面数超高是影响烘焙质量的重要因素 有耐心的童鞋,硬着头皮等待了很长时间,烘焙完了整个场景,结果却发现到处是黑斑、亮斑、硬边、漏光、漏阴影、破面、撕裂、亮面、黑面等缺陷,整个场景看上去很脏,一下就懵圈了,全然不知如何解决。根据小姐姐个人经验,要解决上述的烘焙缺陷,首要问题应该降低模型面数,也就是在保证模型外观情况下,尽可能使用较少的面来构建场景。大家可以试想一下,两个一样的模型,一个面数很高,另一个面数很低,当他们被拆分(展平)在相同分辨率的lightmap UV贴图坐标中时,相对于低面模型来说,高面模型的每个面只有缩得很小才能被容纳在这个lightmap中,当某些面小到不足以表现这些面所受的光照的细节时,偏暗的像素就会积聚成黑块,偏亮的像素就会集聚成白块。进而当这些lightmap包裹到对应的模型面上时,就出现了黑斑或白斑,如下图所示。而低面模型相对高面模型来说,在相同分辨率的lightmap中,每个面所占的比例就大的多,足以表现每个面所受的光照的细节,因此烘焙的结果清晰、干净。 大家继续来看下面第二张图,一些面原本需要在下面左图所示的大小的UV区块上来表现光照,但由于模型面数太多,Unity3d展平UV后,自动分配给这些面的实际UV区块,只有中间图所示的大小,烘焙完成后,这些面对应的光照图要包裹到1:1的模型面上,需要放大很多倍。大家都知道,当一个很小的图被放大很多倍时,Unity会以插值法来弥补像素,弥补的像素RGB值是原本相邻的两个像素RGB的平均值,即右图所示的结果,当这张图的“色带”的分界线贴在某个面上时,就出现常见的“硬边”缺陷,当深色的“条带”贴在某个面上时,就出现了常见的“黑面”缺陷,同理,当浅色的“条带”贴在某个面上时,就出现了常见的“亮面”缺陷。总之,如果不采用精简的低面数最优化单面建模,而使用传统的实体建模方法,模型面数会很高,烘焙时,不仅耗时,而且会出现各种各样的缺陷。 面重叠对烘焙质量的影响比较隐蔽,常常被很多人忽视,甚至有些童鞋压根就不知道面重叠会影响烘焙质量,但它对烘焙质量的影响确实不容忽视。为了让童鞋们了解什么是面重叠,我们还是以前面烘焙的场景为例进行图解,小姐姐将这个场景的poly合并成了3层和一组配饰模型,分别为1_F、2_F、3_F,为了方便大家搞清关系,小姐姐将模型拉开显示了,如下图所示: 前面我们已经讨论过模型面数超高对Unity3烘焙质量的影响,而且得到结论,面数太高,会导致所有面展平后在lightmap中所占的比例大幅减小,进而使烘焙后出现各种各样的缺陷,面重叠和模型面数超高一样,展平后,那些重叠在有效面后面、对场景造型没有任何贡献的毫无意义的多余面也会挤占有效面的UV空间,使得有效面在lightmap中的比例缩小,所以必须清除重叠面。重叠面不仅对场景造型没有任何贡献,而且展平后还会为渲染烘焙这些毫无意义的面消耗很长的时间,同时因为挤占了有效面的lightmap的UV空间,使得有效面的UV空间相应减小,从而导致前面所述的各种烘焙缺陷,所以要加速烘焙、提高烘焙质量,清除重叠面是不容忽视的。对于使用Cinema4D和Maya建模的童鞋,都可以在自己习惯的建模软件中找到检测重叠面的功能,大家可自己去尝试,这里就不一一赘述了。 ⑶ lightmap UV布局也是影响Unity3d烘焙质量最重要的因素 虽然降低模型面数、消除面重叠都会加速烘焙渲染和提高烘焙质量,但是如果有效面的Lightmap UV的布局如果不合理,最终的烘焙依然会很耗时、烘焙质量依然会很差。那么什么叫Lightmap UV布局不合理呢?一方面是Lightmap UV没有充分利用lightmap UV空间,所有UV区块集聚在lightmap UV的某一部分,使大量的UV空间都白白浪费。另一方面就是Lightmap UV的布局因根据面的大小调整对应UV区块的比例,使得lightmap在所有物体上均匀分布,这个可能有些童鞋不大理解,这么来说吧,所谓的不均匀,就是光照图在一些物体的某些面很清晰,而在另一些面很模糊,大家在贴材质时经常会遇到,贴图在物体不同面上的大小不同,这就是贴图的UV分布不均匀造成的,和这个道理一样,lightmap UV的布局也应考虑均匀分布,为了消除烘焙缺陷,如果极端地使用每个物体的“Scale in Lightmap”来调整物体的UV比例,是无法做到Lightmap UV的均匀分布的。 如下图所示的Lightmap UV布局使得所有UV区块都聚集到了这个ligtmap UV的左下角,这使得所有面在整个lightmap UV中所占的比例都很小,导致有些面所受的光影效果无法充分表现而造成最终的烘焙缺陷,同时为了消除烘焙缺陷,只能定性地增大“Scale in Lightmap”这个参数反复测试,无法精确控制UV的布局,而且随着每个物体“Scale in Lightmap”参数的增加,烘焙渲染越来越慢,因此小姐姐个人认为,Unity3d的lightmap UVs展平功能有致命的缺陷,所以强烈建议童鞋们使用自己习惯的3D建模软件来展平lighmap UV,例如3dMax、Maya、C4D等。
9. 分步/分批次烘焙渲染 一些童鞋的机器可能配置太低,整个场景一键烘焙可能吃不消,或者烘焙太慢,此时可以分步烘焙渲染,也就是一次烘焙一个或一组物体。有时只有某些物体有烘焙缺陷,通过分步/分批次烘焙,可避免无缺陷物体的重复烘焙时间。下图所示为单独烘焙1层的情况下,仅用时2分多钟。依照这样的方法,然后分别选择2层、3层进行单独烘焙,每次只选择一个或一组物体来烘焙,前面已经烘焙完成的物体不会受影响,这样不仅会减轻一次烘焙的机器负载,而且避开了一些物体的重复烘焙,尤其是当某个物体烘焙出现问题的时候,可将排查范围锁定在所选择的物体内。对于机器配置较低的童鞋,无需再为升级硬件支付额外的成本,这个功能是小姐姐个人的一些经验所得。 烘焙渲染根据灯光和物体的状态可分为静态灯光下静态物体的烘焙、静态灯光下动态物体的烘焙、动态灯光下静态物体的烘焙、动态灯光下动态物体的烘焙四种。对于早先从事3D动画的童鞋,肯定不理解为什么要有这四种分类呢,因为动画只需将场景中的所有物体渲染成图片序列(视频),终端用户只需要播放就可以了,而VR和游戏是需要用户和场景进行交互操作的,两者的机理有本质的区别,作为VR和游戏的开发程序,Unity自然有自己独特的烘焙渲染方式。下面我们就这四种烘焙渲染方法一一展开讨论,为了简化问题,我们设定一个比较简单的场景,如下图所示: 前面我们讨论的斯蓬扎宫的烘焙就是静态灯光下静态物体烘焙的典型实例。之所以称之为“静态灯光下静态物体的烘焙”,是因为除相机外,灯光的状态(位置、方位角、颜色、强度等)以及物体的状态(位置、方位角、比例、材质等)相对时间恒定不变,简单地说,就是灯光和物体的状态不随时间变化。这种烘焙的设置前面提到过,这里我们再讨论一下,其设置如下图,即第一步先将产生阴影的主光源的灯光模式(Mode)设定为“baked(烘焙模式)”。第二步将需要烘焙的物体设定为“Static(静态)”,如果不设定为静态,烘焙之后没有任何效果。第三步将lighting(光照)面板中Realtime Lighting(实时光照)下的Realtime Global ILLumination(实时全局照明)选项取消勾选,保留Mixed Lighting(混合照明)下的Baked Global ILLumination(烘焙全局照明)选项的勾选。然后进行必要的其他设置,烘焙上面的场景就得到上图的静态灯光下静态物体的烘焙效果。 下面是“斯蓬扎宫”应用这种方式烘焙的正午时分的截图,其效果可以与Vray的渲染效果媲美,当然这需要一些经验。 本想用视频向大家展示这种烘焙运行时的效果,折腾了好多天,可是这里不支持链接视频,而且Gif动态图像有5M限制,所以没法在这里给大家展示,要看这种方式烘焙的场景运行时的效果,可以去http://v2-restudy.com/custom/1455.html看视频。 ⑵ 静态灯光下动态物体的烘焙 这种方式适合灯光静止且有运动物体的场景(如马路上行驶汽车的城市场景)。为了演示静态灯光下动态物体的烘焙,我们在上面的场景中,添加一个Cube(立方体),用它来代替运动的物体,它可能是一辆汽车、一个角色,或者是其他的运动物体,总之,为了简化,这里用一个运动的立方体来表示,位置如下图所示,按照前面的概念,要烘焙这个立方体,也得勾选“Static”,否则烘焙后没有效果。所以选中这个立方体,然后勾选“Static”,设定这个立方体为静态(运动的物体是不该设为静态的),然后重新烘焙整个场景。 由此可见,除了相机,如果场景中有运动的物体,不适合使用静态灯光下静态物体的烘焙方式,而应改用“静态灯光下动态物体的烘焙”方式,具体步骤如下:首先将运动物体解除“Static”设定,或者说,运动物体不要勾选“Static”选项;接下来将主光源的灯光模式(Mode)设定为Mixed(混合)模式;然后将lighting(光照)面板中Realtime Lighting(实时光照)下的Realtime Global ILLumination(实时全局照明)选项取消勾选,保留Mixed Lighting(混合照明)下的Baked Global ILLumination(烘焙全局照明)选项的勾选。最后将Mixed Lighting(混合照明)下的Lighting Mode(光照模式)改为“Shadowmask(阴影遮罩)”,这样实时光照的阴影就可以和烘焙阴影很好地融为一体(这里特别说明一下,所谓实时光照的阴影和烘焙阴影融为一体,是指两者阴影的亮度一模一样)。有些童鞋想用3dmax、C4D或Maya自带的烘焙模块来为Unity3d烘焙场景,对于静态灯光下静态物体的烘焙,这是完全可以的,但是一旦有运动物体,就要用到实时光照,此时实时灯光的实时阴影亮度很难做到与其他3D软件中烘焙的阴影亮度完全一样,当两者重叠在一起时,实时阴影很暗,看上去就像挖了一个黑洞一样的感觉,这个大家自己去试试就知道了,有了这样的尝试之后,大家就理解什么叫“实时光照的阴影和烘焙阴影融为一体”的概念了,如果用其他3D软件来烘焙,导入Unity3d后,阴影很难融为一体,所以建议大家不要使用其他3d软件来烘焙Unity3d场景,免得白白浪费时间。 Unity静态灯光下动态物体的烘焙设置步骤如下四图所示: 下面是应用这种方式烘焙的“斯蓬扎宫”的截图,要浏览这种方式烘焙的场景运行时的效果,可以去前面的网址看视频。 如果灯光在运行时需要改变且场景中无运动物体(如窗帘慢慢拉开时阳光投逐渐射进室内的照明、涵洞中的油灯照明等),就需要使用这种方式来烘焙。这种烘焙方式的设置如下图所示: 对于灯光在运行时需要改变且有运动物体的场景用这种方式来烘焙,设置方法与动态灯光下静态物体的烘焙设置相同,如下图所示,所不同的是,需要为运动物体设定光探测器组,方法同静态灯光下动态物体烘焙中的光探测器组的设定,这种方式烘焙的效果如下图所示。 下面是这种方式烘焙的“斯蓬扎宫”的截图,要想浏览这种方式烘焙的场景运行时的效果,可以去前面的网址看视频。 上面只是和大家孤立地讨论了四种烘焙方式的设置和烘焙效果,下面对四种方式进行横向比较,以方便童鞋们对四种方式有更深入的理解,这里我们设定如下所示的场景,墙壁、地面、四个球体为静态,四个立方体做活塞运动。 下图为静态灯光下静态物体的烘焙方式(即baked+baked Glaobal Illumination)烘焙完成的场景,有同学肯定有点懵圈,前面说的静态灯光下静态物体的烘焙从来没提到过运动物体,这个怎么会有运动物体呢,其实这种方式是可以有运动物体的,只不过这里也为运动物体引入了光探测器组,运动物体是用烘焙到光探测器组中的光照数据照明的,前面之所以没提运动物体,是为了特别强调静态物体的“静态”!由下图可见静态灯光下静态物体的烘焙方式,静态物体表面的光影和AO非常精细,烘焙结果相对其它方式来说,对硬件的开销最小,但静态物体和动态物体表面均不会产生高光,且运动物体不产生投影,运动物体进入明暗区域表面只有明暗变化,并没有接受真正的阴影。如果对于运动物体的光影要求不高,可优先采用这种烘焙方式。 ● Unity夜景烘焙 前面小姐姐以“斯蓬扎宫”日景的烘焙作为切入点,和大家一起讨论了3D模型导入Unity3d的方法、Unity3d的简单布光和烘焙,并介绍了Unity3d常见的烘焙缺陷及其解决方案和加速烘焙的方法,逐步深入到Unity3d的四种烘焙方式,通过实例的图解,相信童鞋们对unity3d的烘焙已经有了进一步的理解。实际应用中除了日景的烘焙,也常常涉及到夜景的烘焙。下面还是以“斯蓬扎宫”的场景为例,和童鞋们继续讨论夜景的烘焙。前面的例子都只使用了一盏模拟太阳的平行光,在下面的例子中将使用多盏灯光来烘焙。 1. 灯光布设 和3D场景一样,Unity3d的场景布光也要有主光源,也就是照亮场景的主要光源,其作用除了点亮场景外,还起着主控场景意境和气氛的作用。相信大家对“斯蓬扎宫”的场景强控已经很熟悉了,对于这个场景,小姐姐认为夜景应保持一份神秘和静谧,因此考虑在两层回廊布设适当适量的“宫灯”,灯光颜色采用暖色调。 在场景中添加如下图所示的“宫灯”模型,置于回廊顶部,具体位置如下图所示 为“宫灯”模型添加对应的灯光,将等类型设为点光源“Point”,灯光强度设为1,灯光颜色设为橙色,灯光模式设为混合(Mixed),灯光范围设为9左右,为灯光设置Cookie,并将灯光置于“宫灯”模型下部的地面附近,如下图所示: 勾选下图所示的Mxied Lighting下的“Baked Global Illumination”(也就是采用静态灯光下动态物体的烘焙方式进行烘焙),然后点击右下角的“Generate Lighting”进行烘焙。 前面讨论了四种基本的烘焙形式,但实际应用中,既有静态灯光,又有动态灯光,既有静态物体,又有动态物体,这种情况下的烘焙就叫混合烘焙。 前面的例子在烘焙时,要么只选择光照模式为Realtime Lighting下的Realtime Global Illumination,要么只选择光照模式为Mixed Lighting下的Baked Global Illumination,而系统默认两项都被选择,如下图所示,那么到底是该都选择呢,还是只选择一项呢?下面给出官方的一段建议,原文如下: The most flexible way to use the lighting system is to use Baked GI and Realtime GI together. However, this is also the most performance-heavy option. To make your game less resource-intensive, you can choose to disable Realtime GI or Baked GI. 其意思是:使用照明系统最灵活的方法是一起使用Baked GI和Realtime GI(也就是两项都选择),但是,这也是性能最沉重的选择。为了减少资源和时间消耗,您可以选择禁用Realtime GI或Baked GI(也就是只选择一项)。 根据上面官方的建议,静态灯光下静态物体的烘焙,静态灯光选择Baked的模式,光照模式只选择Baked Global Illumination;静态灯光下动态物体的烘焙,静态灯光选择Mixed模式,光照模式也只选择Baked Global Illumination,并为动态物体在其运动范围内添加光探测器组;动态灯光下静态物体的烘焙,动态灯光选择Realtime模式,光照模式只选择Realtime Global Illumination;动态灯光下动态物体的烘焙,动态灯光选择Realtime模式,光照模式也只选择Realtime Global Illumination,并为动态物体在运动范围内添加光探测器组。这样的匹配方式烘焙场景最节省硬件开销和时间。但对于混合烘焙方式,静态灯光就选择Mixed模式,动态灯光选择Realtime模式,也就是在一个场景的多盏灯光中,有的灯光设为Mixed,有的灯光设为Realtime模式,而光照模式Baked GI和Realtime GI两项都要同时选择,这样Mixed灯光自动对应Baked GI,Realtime灯光自动对应Realtime GI。此时有童鞋会问了,不是说同时选择两种GI方式,会增加硬件开销吗,为什么还要同时选择呢,为了得到更真实的复杂光影效果,混合烘焙必须同时选择两种GI,但有方法来优化场景来缓解额外的硬件开销。 火车或汽车出入隧道、室内外出入、游戏角色出入涵洞、室内开关灯这样的场景,使用混合烘焙,光感会更好。当然小姐姐个人认为,使用前面所说的四种基本烘焙方式之一代替,也能获得好的效果。 有了前面知识的铺垫,混合烘焙不再是问题,这里就不进行图解了,有兴趣的童鞋可以自己去尝试。 ● Unity室内烘焙 下面以一个小客厅为例,和童鞋们一起讨论Unity3d的室内烘焙,一方面是对前面知识的综合应用,另一方面满足以下做装修童鞋的学习需求。 话不多说,开工!这个例子的3D场景如下图所示: 木地板应该有反射,所以我们需要引用Unity3d的“Reflection Probe(反射探测器)”,在层级面板空白处右键单击,在弹出的菜单中选择light下的“Reflection Probe”命令,场景中会出现一个四面体线框,如下图所示,在反射探测器的检视面板中按下节点命令,四面体的四个面上会出现黄色下把手,拖动可以调节探测器的大小,按下探测器检视面板中的移动按钮,可以调整探测器的位置,用这两个命令配合,将探测器调至和房间一样大,或者说让探测器完全包络这个房间,烘焙的时候,会将整个房间烘焙成一个比较小的全景图贴在探测器上,供具有反射的材质映射来实现真实反射。这里说明一下,当场景比较复杂时,可以用多个反射探测器拼合来满足场景的外形,场景中不需要反射的地方,就不需要布置反射探测器了。 现在我们将玻璃的材质灯光关闭,用平行光来模拟阳光,重新烘焙(用时6分钟左右)并开启反射后效果如下: ● Unity沙漠庭院烘焙 下面和童鞋们再讨论一个“沙漠庭院(The Courtyard)”的烘焙,也算是对Unity烘焙的综合应用,其3D场景如下图所示: 日景烘焙,按下图设置模拟太阳的平行光和光照参数 为了找到上面例子中贴图被扭曲和拉伸的原因,我们将模型的贴图换成棋盘格,因为上面例子中的贴图不容易看出问题,棋盘格材质是所有3D软件用来显示UV排列的一种方式。 下图是上面的实例场景模型贴图换成棋盘格的情况 为了矫正不正确的贴图坐标,模型必须使用3dmax的Unwrap UVW修改器进行手工UV拆分,或者叫手工展UV(展平UV坐标),如下图所示。对于材质的纹理贴图坐标,使用系统自动拆分UV,常常是不正确的,所以必须使用手工来拆分。对于使用C4D、Maya、犀牛、Su的用户,也有相应的功能,这里就不赘述了。 刚才小姐姐说,贴图通道可以有8个,通道1默认是分配给材质固有色贴图的,通道2默认是分配给光照贴图的,其他6个可以用来展平法线贴图、高光贴图、阴影贴图、AO贴图等等,一般我们只需要过度色贴图和光照贴图两个通道。 UV展平后有两种用途,一种用于美工在photoshop中绘制贴图,另一种用于控制纹理贴图,没有美术功底的童鞋,当然不会绘制贴图啦,那就用展平的UV坐标来控制纹理贴图好了。 我们手工展UV是为了矫正不正确的纹理贴图,所以展平UV的贴图通道就改为1。 展平UV大家可以想象成拆盒子一样,要拆盒子,得有缝,没有缝,是拆不开的,拆UV,一般也得有缝,UV缝可以系统自动定义,也可以手工绘制,系统定义的缝经常不是我们所想要的,所以对于控制材质贴图的UV,我们一般都是手工来绘制拆缝的,这里就不具体绘制拆缝了。拆缝绘制好后,就可以展UV了。展平UV修改器的展平方式很多,如下图所示: 小姐姐对上面例子的模型重新拆分贴图UV,并使用“条带展平”拆分后得到下图所示的效果,错误的UV坐标得到了矫正,而且上下面的棋盘格沿圆周方向排列,这才是合理的,如果贴上砖纹,纹理自然会环向分布。由图可见,UV坐标消除了错乱、扭曲、拉伸和挤压 那么如何让一个物体的所有面的UV密度相同呢?按照下图所示的方法来完成: UV正确拆分后,不需要太高分辨率的贴图就可以让模型的贴图很清晰,贴图分辨率太高,烘焙和实时运行时机器负载太大。 手工拆分贴图UV后,也可以将其应用于光照贴图,这就需要通过贴图通道的复制将材质贴图的UV复制给通道2,当然也可以用机器自动展平光照贴图的UV。 好了,废话就说到这里,矫正了模型的贴图坐标之后,下面我们就来重新烘焙上面的例子,按之前设定的参数,重新烘焙后结果下(有时约12分钟): 由图可见,先前的问题都已经消除掉了。 这个场景的夜景烘焙后续会补充,下面大家一起来看看一个小区室外场景的烘焙 ● 社区室外日景烘焙 这个案例的3D场景截图如下所示,这个场景原本900多万面,小姐姐用单面建模方法重新构建模型,只用了4.5万面,用于VR和游戏的场景必须用精简建模,以保证手机端的流畅运行。 ● 社区室外夜景烘焙 这个场景的夜景灯光相对来说比较复杂,小姐姐设想以建筑的亮化霓虹灯和路灯共同作为主光源照亮场景,用射灯作为辅助性装饰辅助光点缀建筑,同时用微弱的天光和环境光也作为辅助光照亮建筑的边缘,灯光布设截图如下:(待续) 说明:后面更精彩,今天将全部更新完毕,请随时关注! 如有意可关注小姐姐的《Unity模型预处理布光烘焙后处理特效美工场景优化实战视频教程》去临摹,也可阅读小姐姐CSDN的其他案例文章。 |
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