【从UnityURP开始探索游戏渲染】专栏-直达
自发光的基本原理
自发光是物体表面主动发射光线的现象,在光照模型中通常作为独立于外部光源的附加项。其核心特点是不受其他光照影响,但可以影响周围环境。
实现流程
- 定义发射颜色和强度:确定基础发光颜色和亮度
- 纹理采样 可选:使用纹理控制发射图案
- HDR处理:支持高于1.0的亮度值
- 后期处理集成:与Bloom等效果结合
- 间接光照贡献 可选:影响全局光照
Unity URP中的实现方案
核心实现位置
在URP中,自发光主要在以下文件中实现:
Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Lighting.hlsl
Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/SurfaceInput.hlsl
关键代码实现
-
unity_emission_shader
cpphalf3 Emission(half3 emissionColor) { #if defined(_EMISSION) return emissionColor * _EmissionColor.rgb * _EmissionStrength; #else return 0; #endif }
-
Lighting.hlsl 部分示意
cpphalf3 CalculateFinalColor( InputData inputData, SurfaceData surfaceData) { // 基础光照计算 half3 color = ApplyLighting(inputData, surfaceData); // 添加自发光 color += surfaceData.emission; return color; }
实现特点
材质属性配置:
_EmissionColor
: 发光颜色(RGB)_EmissionMap
: 发光纹理(可选)_EmissionStrength
: 强度乘数
HDR支持:
- 通过FrameBuffer的HDR格式支持高亮度值
- 与Post-processing Stack的Bloom效果协同工作
全局光照集成:
- 通过Light Probe Proxy Volume影响动态物体
- 参与Reflection Probe的反射计算
性能优化:
- 使用
#if defined(_EMISSION)
编译分支 - 无发光材质自动跳过相关计算
URP选择此方案的原因
艺术家友好:
- 直观的颜色和强度参数
- 纹理支持实现复杂发光图案
物理合理性:
- 正确的能量守恒处理
- HDR范围符合真实世界亮度
性能平衡:
- 轻量级实现不影响基础渲染性能
- 与URP的轻量级设计理念一致
扩展性:
- 容易与后期效果集成
- 支持自定义着色器变体
跨平台一致性:
- 在移动端和高端PC上表现一致
- 自动适配不同渲染管线配置
在URP中,自发光实现既保持了足够的表现力,又维持了轻量级的计算开销,特别适合移动平台和需要大量发光物体的应用场景。
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