原文链接

Unity官方TA手册《Unity关键工具集和工作流程》 | 高鹏涛

原文写得很好，但是主题格式我不太喜欢，所以我对文章的格式以及部分翻译有误的地方进行了修整，方便自己日后阅读

正文

Hello . 大家好

今天给大家带来的是 Unity 官方 TA 手册《Unity 关键工具集和工作流程》part 3

我是高鹏涛

近日，Unity 官方发布了一本名为《关键工具集和工作流程》的免费电子书，该手册整合了 “所有 Unity 系统、功能和工作流程的详细摘要” 。这份 91 页的指南汇集了经验丰富的技术美术师的意见，包括《Enemies》、《The Heretic》、《Book of the Dead》以及其他创作者的演示。

本书介绍了渲染管线、世界构建、着色、照明、动画、视觉特效、过场动画。以及还有一些章节讨论了脚本编写、分析和调试项目以及 2D 游戏开发。

而本篇连载将以中文翻译的形式分享给大家，英文阅读能力不错的同学可以直接去官方下载原版文档。

由于个人能力有限，如有纰漏之处欢迎留言指出。

在 Unity 中, shaders 被划分为三种类型:

— 着色器作为图形管线的一部分: 这些是最常见的类型，因为，它们可以进行计算已经确定将要出现在屏幕上像素(比如：Surface Shaders) .

— 计算着色器：在 GPU 上计算一些常规图形管线之外的计算任务。

— 光线追踪 shaders: 这些主要用于产生照明。

1 可视化创作：Shader Graph

Unity shaders 使用的是一种叫 ShaderLab 的 Unity 特定的语言编写的, 但是你也可以使用 Shader Graph 来可视化地创建 Shader。你可以在 Shader Graph 的框架中创建和连接节点，而不是在编辑器中写代码、保存、编译和测试，而且，你可以同时实时观察材质的变化，因此，你可以在快速的进行修改和反复实验。

Shader Graph Asset 为不同的材质提供了预先配置的选项。Shader Graph 中的节点代表了应用材质的对象的数据；比如它们的数学函数和程序模式。

此外，Shader Graph系统是可扩展的，这意味着程序员可以开发 自定义 Shader Graph 节点。使用 Shader Graph 来创建适用于 URP 和 HDRP（以及 2021 LTS 或更新版本中的内置渲染管线）的着色器。

Shader Graph 中创建基于节点链接的着色器

Master Stack 是 Shader Graph 的末端，它定义了 Shader 的最终表面外观。它可以帮助用户直观地了解在顶点阶段（当计算多边形顶点的属性时）和片元阶段（当进行计算以查看顶点之间的像素看起来如何时）所发生的一系列关系。

在编写 HLSL 代码方面有经验的用户可以在 Shader Graph 中创建自定义函数块

Shader Graph 通过连接图形网络中的节点，为艺术家和其他团队成员提供 Shader 创作功能。

2 在 SRPs 中的计算着色器

计算 Shaders 是在常规渲染管线之外，运行在 GPU 上的任务。它们可以用于大规模并行的 GPU 算法计算或用于加速渲染 .

要有效地使用它们，需要对 GPU 架构和并行算法、 DirectCompute、OpenGL Compute、CUDA 或 OpenCL 有深入了解。这些着色器具有更好的兼容性和通用性，可以在所有 Unity 渲染管道中实现。

3 内置渲染管线的表面着色器

顾名思义, Surface Shaders 定义了材质的物理特性。它们计算材质中每个像素的最终颜色，并进行光照计算，定义表面上每个像素的阴影。Unity中的大多数表面着色器都是默认的 标准表面着色器 的扩展，这使得创建过程更加直观，给艺术家更多的自由来定义他们的表面效果。

1 全局照明

现代游戏中的照明大量使用了全局照明（GI）。GI 涵盖了一系列技术和数学模型，试图模拟光线在反弹和与世界互动时的复杂行为。准确地模拟全局照明是具有挑战性的，而且计算成本也很高。由于这个原因，游戏经常使用一系列的方法来事先处理这些计算，而不是在游戏过程中。

一般来说,Unity 中的照明实时的（直接照明），也可以是预先计算的，尽管这两种方法都可以结合起来，以创造沉浸式照明。

2 烘焙全局照明

当烘焙一张光照贴图, 是对场景中静态物体计算光照的影响，并将结果写入纹理，叠加在场景几何图形之上，以创造照明的效果。

静态物体的光照图

在 Unity 中，预先计算的光照要么在后台自动生成，要么手动生成。只要你不移动或编辑对光照图有影响的对象，该光照贴图就可以在编辑器中继续正常工作，同时这些进程仍在后台运行（否则烘焙进程将重新启动）。

GI 系统，在系统中只会考虑那些 MeshRenderer 组件中，选择了 Contribute Global Illumination 属性的物体。如果要通过光照贴图来照明，请为该资产的 Receive Global Illumination 选项更改为 Lightmaps。否则，该对象将只会被 Light Probes 照亮。

GI 的主要选项可以在 Mesh Renderer 中找到。

如果一个 GameObject 被设置为从 Light Probes 接收 GI，用户必须在场景中创建一个 LightProbes 组 对象，并复制其 probes（探针）来覆盖场景，以便准确地捕获照明的表现。 Light Probes 组从空间中的许多点（探针）捕捉照明。它们的照明数据被存储在磁盘上；然后在运行时，每个 probes 照亮的物体都使用离它 最近的四个 probes 的照明混合。Light Probes 对 动态物体 特别有用，此外还有 不需要 高质量照明的小物体。

为了减少烘焙的时间，以及为光照图预留一定的内存量，我们建议你在场景中 最大限度地使用 probe-lit 对象。只有 大型静态物体 或需要 高照明保真度 的物体才应该接受来自光照图的 GI。

6 Progressive Lightmapper 渐进式光照映射

Progressive Lightmapper 是一个基于路径追踪的光照系统。它为编辑器中的光照贴图烘焙和 Light Probes 提供 渐进式更新。它允许艺术家快速迭代，因为，它可以逐步完善并在编辑器中的场景或游戏视图中显示 lightmaps 。由于Progressive Lightmapper 在烘焙时提供了一个预估时间，因此，烘焙的时间变得更加可控。

Progressive Lightmapper 按照每个 texel 独立地在光照图分辨率上烘焙 GI，不需要上采样的方案，或依赖任何 irradiance caches 或其他全局数据结构。它是强大的，因为它允许你指定你所需要烘焙的区域进行光照图烘焙，以加快测试和迭代。

Progressive Lightmapper 可以应用于内置的渲染管线和 URP 以及 HDRP .

7 CPU 和 GPU Lightmapper

你可以为 Progressive Lightmapper 选择两种后端；

Progressive CPU Lightmapper 使用的是 CPU 和系统 RAM，
而 Progressive GPU Lightmapper 使用的是 GPU 和VRAM .

Progressive GPU Lightmapper 目前处于预览阶段, 这意味着它正处于积极开发阶段，可能会有变化。点击这个文档了解最新进展状况。

8 实时全局照明

由于它的时间性，实时 GI 适用于变化缓慢，且对你的内容有高度视觉影响的灯光，如太阳在天空中移动，或在封闭的走廊中缓慢跳动的灯光。由于 性能成本和延迟，实时 GI 对于快速移动的灯光或特殊效果来说 效率很低。它适用于中高端 PC 系统和游戏主机上的游戏，也适用于高端移动设备，当用于分辨率较低的小场景时，可用于实时全局照明。

9 Enlighten

Enlighten 是 Unity 中通过 Lighting 窗口进行实时 GI 的后端。这个系统需要对静态物体的场景进行预计算，但同样支持实时无缝添加灯光和材质。一旦一个场景被预先计算，光照的迭代时间就可以大大减少。

内置渲染管线提供 Enlighten 的支持是从 Unity 2021 LTS 开始，HDRP 和 URP都支持它

10 光线追踪的全局照明

另一种形式的实时 GI 可以通过光线追踪来实现。目前，只有 HDRP 提供这种功能，这需要一个与光线追踪兼容的 GPU。

与 Enlighten 或传统的烘焙光照贴图相比，光线跟踪 GI 的优势在于它不需要任何预计算。此外，照明是按像素计算的。它不依赖于给定的 texel 分辨率，也不需要任何特定的光照贴图 UV，来确保最佳照明。虽然迭代时间非常短，但对光线跟踪 GI 的 GPU 要求仍然非常高。这就是为什么这项技术只能在，支持光线追踪的特定的硬件上使用。

由 Light Brick Studio 为 PC 平台制作的 LEGO Builder’s Journey，使用带有光线追踪的 HDRP 和深度学习超级采样（DLSS）进行实时渲染。

要了解更多关于 Unity 中可用的所有光线追踪效果，如光线追踪 GI 和反射，请查看视频

高清渲染管道（HDRP）中照明的权威指南

光照是游戏开发中最复杂的课题之一。学习如何利用 HDRP 的功能来创建高度优化、逼真的游戏。涵盖的概念包括相机、灯光、曝光、实时照明效果和完善你的阴影。

【转载】Unity官方TA手册《Unity关键工具集和工作流程》（三）