用反射探頭實現(xiàn)鏡面反射
之前看到過一個日本人寫的文章掂器，關(guān)于如何使用Unity的反射探頭來實現(xiàn)地板的鏡面反射效果。
文章地址：http://nn-hokuson.hatenablog.com/entry/2016/10/17/202135俱箱。
核心代碼很短国瓮，主要是根據(jù)下圖所示實時更新反射探頭的位置：
先貼一下位置計算的代碼：
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
public class ProbeReflection : MonoBehaviour
{
public GameObject reflectionPlane;
private ReflectionProbe probe;
void Start()
{
this.probe = GetComponent<ReflectionProbe>();
}
void Update()
{
if(reflectionPlane == null)
{
return;
}
Camera camera = Camera.main;
if(camera == null)
{
return;
}
float probeY = reflectionPlane.transform.position.y - camera.transform.position.y;
this.probe.transform.position = new Vector3(
camera.transform.position.x,
reflectionPlane.transform.position.y + probeY,
camera.transform.position.z
);
}
}
這里反射探頭設(shè)置成實時(Realtime)羹膳，Cubemap分辨率設(shè)置為2048：
再把地板的金屬度和光滑度都調(diào)到1虽界，效果還是很好的块请，如下圖：
性能問題
上圖的鏡面反射效果很好衅枫，不過需要關(guān)注一下性能問題逼侦。
這里做一個測試苗膝，還是剛才那個場景标捺，把反射探頭的 Time Slicing 設(shè)置為 No time slicing牌芋，即每幀完整的繪制一次環(huán)境伶跷，我們對比一下drawcall：
可以看到掰读，如此一個簡單場景秘狞，打開探頭實時渲染后，drawcall從125翻到了540蹈集。
Unity的官方文檔對此有如下說明：
Each of the six cubemap faces must be rendered separately using a “camera
” at the probe’s origin.
The probes will need to be rendered a separate time for each reflection bounce level (see documentation on Advanced Reflection Probes for further details).
The various mipmap levels of the cubemap must undergo a blurring process to allow for glossy reflections.
首先烁试，環(huán)境會被渲染至cubemap，而cubemap的6個面都需要各自渲染拢肆，如下圖：
其次减响，反射探頭的環(huán)境繪制還會考慮到反彈，反彈的次數(shù)由Lighting面板全局控制善榛，如下圖：
最后辩蛋，為了正確的計算間接高光，生成各級mipmap的時候還有一個blur操作移盆。
性能優(yōu)化
對于實時反射探頭的性能優(yōu)化悼院，Unity官方列了如下幾點：
降低cubemap的分辨率。
利用Cull Mask只渲染對環(huán)境影響較大的部分咒循，比如天空盒据途。
限制繪制環(huán)境的頻率，避免每幀繪制叙甸。
分幀完成環(huán)境繪制颖医。
這里的優(yōu)化方案屬于常規(guī)方式。
雙拋物面映射
此外裆蒸，如果要求不是那么高熔萧，我們也不一定需要cubemap。
前項目在做環(huán)境的實時繪制時僚祷，用了另外一個方式：雙拋物面映射佛致。
關(guān)于雙拋物面映射，知乎有一篇推導寫得很好：詳解雙拋物面環(huán)境映射辙谜。
利用雙拋物面映射俺榆，我們可以把cubemap的6次場景繪制降低為下圖的2次：
截圖源自 Dual Paraboloid Environment Mapping
Whitepaper。
另外装哆，前項目只生成mipmap罐脊，并不做blur操作，代碼細節(jié)留到下篇再寫蜕琴。
關(guān)于粗糙度
之前為了測試鏡面反射萍桌，我把金屬度和光滑度都設(shè)置成了1。
現(xiàn)在給地板一點粗糙度凌简，這里我把光滑度降低為0.8上炎，效果如下：
反射變得模糊了。
Unity會根據(jù)粗糙度來計算mipmap level号醉，粗糙度越高mipmap level就越高反症，反射也就越模糊，代碼如下：
#ifndef UNITY_SPECCUBE_LOD_STEPS
#define UNITY_SPECCUBE_LOD_STEPS (6)
#endif
half perceptualRoughnessToMipmapLevel(half perceptualRoughness)
{
return perceptualRoughness * UNITY_SPECCUBE_LOD_STEPS;
}
half3 Unity_GlossyEnvironment (UNITY_ARGS_TEXCUBE(tex), half4 hdr, Unity_GlossyEnvironmentData glossIn)
{
half perceptualRoughness = glossIn.roughness /* perceptualRoughness */ ;
perceptualRoughness = perceptualRoughness*(1.7 - 0.7*perceptualRoughness);
half mip = perceptualRoughnessToMipmapLevel(perceptualRoughness);
half3 R = glossIn.reflUVW;
half4 rgbm = UNITY_SAMPLE_TEXCUBE_LOD(tex, R, mip);
return DecodeHDR(rgbm, hdr);
}
如果我們把光滑度再降低到0.7畔派，反射的人物顏色幾乎已經(jīng)看不見了铅碍，如下圖：
之前寫過一個 屏幕空間反射的材質(zhì)插件，同樣是0.7的光滑度线椰，通過多條反射射線采樣平均胞谈，反射顏色的細節(jié)可以得到更多保留，如下圖：
不過以上純屬廣告憨愉，與本文無關(guān)烦绳。
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好了配紫，拜拜径密！
