一、技术背景与核心差异

1. 算法原理

  • Enlighten
    基于辐射度算法(Radiosity),通过将场景分解为Systems(光照关联单元)和Clusters(计算单元),预计算光照环境中的间接光传输。其核心是构建UV Charts(光照贴图UV分块),通过静态几何体的UV分布优化计算效率38。
    优点:噪点少,支持半实时全局光照(GI)更新,适合静态场景38。
    缺点:复杂几何体(如植被)的UV Charts数量爆炸,导致计算量剧增;不支持动态物体实时更新38。

  • Progressive GPU Lightmapper
    基于路径追踪(Path Tracing)的光线追踪算法,通过发射光子模拟光线弹射,逐步优化光照结果。支持GPU加速,可动态调整采样精度311。
    优点:烘焙速度快(尤其GPU模式),支持动态调整参数,效果更接近真实光线传播311。
    缺点:噪点控制依赖采样数,低采样时可能出现光斑;对显存带宽要求较高13。

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2. 性能对比

指标EnlightenProgressive GPU
烘焙速度较慢(依赖CPU和UV优化)快(GPU并行加速)
噪点控制优秀(无路径追踪噪点)依赖采样数(需高采样优化)
动态调整不支持(需重新烘焙)支持实时预览和渐进更新
硬件依赖低(CPU计算为主)高(需高性能GPU)
适用场景静态场景、移动端高质量PC/主机、复杂动态光照

二、关键技术实现

1. Enlighten的UV优化策略

Enlighten的性能与UV Charts数量直接相关。优化方法包括:

  • 合并UV区块:减少独立UV分块,降低Clusters数量。

  • 简化几何体:对复杂模型(如树木)使用低模替代3。

// 示例:强制合并UV(需在模型导入设置中配置)
ModelImporter modelImporter = (ModelImporter)AssetImporter.GetAtPath(modelPath);
modelImporter.generateSecondaryUV = true;
modelImporter.secondaryUVMarginMethod = ModelImporterSecondaryUVMarginMethod.Calculate;
modelImporter.secondaryUVMinLightmapResolution = 40; // 控制UV密度
modelImporter.SaveAndReimport();

2. Progressive GPU的参数调优

通过调整光子采样数和弹射次数平衡质量与性能:

// 在Lighting窗口设置烘焙参数
Lightmapping.lightingSettings.directSamples = 64;    // 直接光采样
Lightmapping.lightingSettings.indirectSamples = 512; // 间接光采样
Lightmapping.lightingSettings.bounces = 3;           // 光线弹射次数
Lightmapping.lightingSettings.filteringMode = LightmapFilteringMode.Auto; // 降噪

三、混合光照与实时GI支持

1. Enlighten的混合光照模式8

  • Baked Indirect:仅烘焙间接光,直接光实时计算。

  • Shadowmask:烘焙阴影贴图,支持动态物体阴影混合。

  • Subtractive:全烘焙(已弃用),适合低端设备。

2. Progressive的实时更新

Progressive支持运行时动态调整光照,通过API控制烘焙进程:

// 动态启停烘焙
Lightmapping.BakeAsync(); // 开始异步烘焙
Lightmapping.CancelBake(); // 取消烘焙

// 监听烘焙进度
Lightmapping.bakeCompleted += OnBakeCompleted;
void OnBakeCompleted() {
    Debug.Log("Bake Finished!");
}

四、实战应用与性能优化

1. 场景适配建议

  • Enlighten适用场景

    • 移动端项目(低硬件需求)

    • 静态室内场景(UV易优化)

    • 需要半实时GI更新的游戏(如昼夜循环)8。

  • Progressive GPU适用场景

    • PC/主机高画质项目

    • 复杂动态光源(如可破坏环境)

    • 需要快速迭代的美术流程11。

2. 性能优化技巧

  • Enlighten优化

    • 使用Light Probes补充动态物体间接光

    • 限制单个物体的UV Charts数量(建议≤10)3。

  • Progressive GPU优化

    • 降低Indirect Samples(移动端建议≤256)

    • 启用Denoising(需Unity 2019.3+)

    • 分块烘焙(通过Lightmapping.BakeMultipleScenes)11。


五、代码实现:切换Lightmapper类型

using UnityEditor;
using UnityEngine;

public class LightmapperSwitcher : MonoBehaviour {
    [MenuItem("Tools/Switch to Enlighten")]
    static void SwitchToEnlighten() {
        Lightmapping.lightingSettings.lightmapper = LightingSettings.Lightmapper.Enlighten;
        Debug.Log("Switched to Enlighten");
    }

    [MenuItem("Tools/Switch to Progressive GPU")]
    static void SwitchToProgressiveGPU() {
        Lightmapping.lightingSettings.lightmapper = LightingSettings.Lightmapper.ProgressiveGPU;
        Debug.Log("Switched to Progressive GPU");
    }
}

六、未来发展与总结

  • Enlighten的淘汰:Unity 2021 LTS后不再支持Enlighten,全面转向Progressive和自定义SRP管线8。

  • Progressive的改进:结合硬件光追(如NVIDIA OptiX),未来可能实现实时路径追踪11。

总结

  • Enlighten适合对噪点敏感、硬件受限的静态场景,但需严格优化UV。

  • Progressive GPU凭借GPU加速和动态调整能力,成为高画质项目的首选,但需平衡采样数与性能3811。


通过合理选择光照烘焙方案,开发者可在视觉效果与性能之间找到最佳平衡。建议结合项目需求参考Unity官方文档进一步调优参数。

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