Unity3D向前衬着管线核心解密: 3D暗影的核心道理

小米

前言

Unity3D是一款广泛使用的游戏引擎，其在游戏开发中的应用越来越广泛。此中向前衬着管线是Unity3D中最常用的衬着管线之一，也是本文重点讨论的对象。在向前衬着管线中，3D暗影是此中一个核心功能，其道理和实现方式对于理解Unity3D的衬着管线有着重要的意义。
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一、3D暗影的道理
在3D场景中，当物体遮挡光线时，就会发生暗影。暗影的发生需要考虑光源、物体和接收暗影的其他物体之间的关系。在Unity3D中，实现3D暗影的核心道理是通过投射暗影来模拟光线与物体的交互。
投射暗影的道理是将光源投射参加景中，按照光线与物体的关系计算出物体上的暗影部门，最终在场景中衬着出暗影。具体实现方式包罗暗影映射和体积暗影。
暗影映射是将光源投射参加景中，按照光线与物体的关系计算出物体上的暗影部门，将暗影部门投射到一张纹理图中，最终在场景中衬着出暗影。体积暗影是通过光线在物体内部的彼此感化来计算暗影的发生，常用的实现方式包罗体积纹理和体积光。
二、3D暗影的实现
在Unity3D中实现3D暗影需要使用ShadowMap技术。ShadowMap是一种用于计算暗影的技术，其道理是将场景从光源的视角衬着到一张纹理中，然后将此纹理用于计算暗影。具体实现可以分为以下法式：

• 创建一个暗影摄像机
  

在场景中创建一个摄像机，将其视角设置为光源的位置，并将其衬着方针设置为一张纹理。这里需要注意的是，暗影摄像机的位置需要与光源位置保持一致，以便正确地计算暗影。

• 衬着暗影纹理
  

将暗影摄像机衬着的成果保留到一张纹理中，这张纹理就是ShadowMap。

• 计算暗影
  

将场景中的物体与ShadowMap进行斗劲，按照斗劲成果计算出暗影部门，并将其应用到物体上。这里需要注意的是，暗影计算需要考虑物体的位置、光源的位置以及ShadowMap的大小等因素。

• 衬着暗影
  

将计算出的暗影部门衬着参加景中，最终呈现出3D暗影效果。
三、代码实现
下面是一个简单的代码示例，用于实现3D暗影效果。

• 创建暗影摄像机
  

Camera shadowCamera = gameObject.AddComponent<Camera>();
shadowCamera.cullingMask = 1 << LayerMask.NameToLayer(”ShadowCaster”);
shadowCamera.orthographic = true;
shadowCamera.orthographicSize = 10;
shadowCamera.nearClipPlane = 0.1f;
shadowCamera.farClipPlane = 20f;
shadowCamera.targetTexture = shadowMap;

• 衬着暗影纹理
  

shadowCamera.transform.position = light.transform.position;
shadowCamera.transform.rotation = light.transform.rotation;
shadowCamera.Render();

• 计算暗影
  

Shader.SetGlobalTexture(”_ShadowMap”, shadowMap);
Shader.SetGlobalMatrix(”_WorldToShadow”, shadowCamera.worldToCameraMatrix * shadowCamera.projectionMatrix.inverse);

• 衬着暗影
  

Graphics.Blit(source, destination, shadowMat);
在以上代码中，shadowMat是一个材质，用于衬着暗影效果。此中，”_ShadowMap”和”_WorldToShadow”是全局变量，用于将ShadowMap传递到shader中进行计算。
综上所述，Unity3D向前衬着管线的3D暗影实现道理和代码实现方式都斗劲复杂，需要深入理解衬着管线和暗影计算道理才能进行有效的实现。但是，通过这种方式实现的3D暗影效果非常传神，可以大大提升游戏的视觉效果和玩家的游戏体验。
附：视频教程