Unity 技术分享 渐进光照贴图

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今年三月份，Unity 在 GDC 上首次展示了渐进光照贴图技术（Progressive Lightmapper），并且一直在致力于该特性的开发。

您可以通过下面的传送门观看视频，大致了解这项技术目前的进展：[传送门]

渐进光照贴图（Progressive Lightmapper）是什么？

渐进光照贴图（Progressive Lightmapper）是一种无偏移的蒙特卡洛方法路径追踪器，它能够与 Unity 编辑器中的全局光照（GI）配合使用，以实现光照贴图的烘焙。行业曾预测，随着近 40 年技术水平的提升，实时应用程序中的实时光线追踪在不久的将来会成为现实，且极有可能在未来 5 年内实现。因此，截至目前，渐进光照贴图仅作为烘焙光照的备选方案。

那么 Enlighten 全局光照系统的情况如何呢？Enlighten 目前不会有重大变动。它提供了实时 GI 特性，并且暂时无法与路径追踪器配合使用。

为什么选择渐进光照贴图？

渐进光照贴图（Progressive Lightmapper）的目标是极大地改进场景光照烘焙的工作流程。在当前的 Unity 版本中，对场景进行任何修改后，通常都需要重新烘焙场景才能看到最终结果。

Enlighten 的优点是能让我们实时看到光照结果。然而，任何参数、纹理或几何图形的变动都需要对场景重新烘焙，而用户往往察觉不到这个过程。

例如，在项目开发的迭代过程中调整阴影烘焙或反射照明等级时，为了看到调整结果，通常需要等待一段时间，这显著降低了工作效率。而使用渐进光照贴图技术，用户可以立即看到调整结果。刚开始，场景视图中的渲染结果可能会有一些噪点，但随后画面质量会迅速提升。

此外，我们对其进行了优化调整，优先对视口区域进行计算和烘焙，该区域完成后，再继续对场景的其余部分进行计算和烘焙。

在大多数情况下，渐进光照贴图的健壮性更好。由于它是以间接方式以光照贴图的全分辨率进行烘焙，所以渲染结果中的瑕疵更少。其设置简单，用户可以提供一个展开的 UV，也可以让 Unity 自行创建一个，并自行设定烘焙分辨率。而且，用户之前掌握的相关知识在此仍然适用。同时，我们还能轻松预测渲染所需的时间，进度条上的倒计时会精确告知用户还需多久才能完成烘焙。

最后，如果用户认为渲染结果已经足够好，就可以直接停止烘焙，此时场景会保持在停止烘焙时的状态。因此，用户可以随时停止烘焙，在添加一些内容或增设一些样本后继续进行烘焙。

渐进光照贴图暂时无法实现什么？

需要注意的是，它并非实时 GI 的替代品。它只能在 Unity 编辑器中进行烘焙，因此无法在“游戏中”进行烘焙操作。这意味着无法对游戏中的实时程序场景使用烘焙 GI，也不能根据一天中的特定时间更改光照并实时烘焙。我们计划先逐步完善 Unity 编辑器中的烘焙工作流，再考虑其他方面。

另外，它的渲染速度不一定比 Enlighten 快。如果专门为 Enlighten 调整了场景，Enlighten 的渲染速度也可以非常快。所以，我们不能保证渐进光照贴图（Progressive Lightmapper）在所有场景中都是最快的。不过，使用渐进光照贴图时，从开始烘焙到获得视觉反馈所需的时间会显著缩短。

最后，目前它尚未针对任何硬件提供特殊支持，例如开启了 PowerVR Ray Tracing 的 GPU 或普通 GPU。就目前而言，这个烘焙过程仅会在 CPU 上运行。需要再次强调的是，在最初的版本中，我们会将重点放在其烘焙本身的工作流上。

什么时候可以使用？

当我们准备好时，用户就可以正式使用它了。目前我们仍处于 alpha 封测阶段，少数游戏开发者正在与我们一同测试这一特性。当测试结果令人满意时，我们将提供开放 beta 版本。