【從UnityURP開始探索遊戲渲染】專欄-直達

自發光的基本原理

$Cemissive=Memissive$

自發光是物體表面主動發射光線的現象，在光照模型中通常作為獨立於外部光源的附加項。其核心特點是不受其他光照影響，但可以影響周圍環境。

實現流程

• ‌定義發射顏色和強度‌：確定基礎發光顏色和亮度
• ‌紋理採樣 可選‌：使用紋理控制發射圖案
• ‌HDR處理‌：支持高於1.0的亮度值
• ‌後期處理集成‌：與Bloom等效果結合
• ‌間接光照貢獻 可選‌：影響全局光照

Unity URP中的實現方案

核心實現位置

在URP中，自發光主要在以下文件中實現：

• Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Lighting.hlsl
• Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/SurfaceInput.hlsl

關鍵代碼實現

• unity_emission_shader

  half3 Emission(half3 emissionColor)
  {
      #if defined(_EMISSION)
          return emissionColor * _EmissionColor.rgb * _EmissionStrength;
      #else
          return 0;
      #endif
  }
  

• Lighting.hlsl 部分示意

  half3 CalculateFinalColor(
      InputData inputData,
      SurfaceData surfaceData)
  {
      // 基礎光照計算
      half3 color = ApplyLighting(inputData, surfaceData);
      
      // 添加自發光
      color += surfaceData.emission;
      
      return color;
  }
  

實現特點

‌材質屬性配置‌：

• _EmissionColor: 發光顏色(RGB)
• _EmissionMap: 發光紋理(可選)
• _EmissionStrength: 強度乘數

‌HDR支持‌：

• 通過FrameBuffer的HDR格式支持高亮度值
• 與Post-processing Stack的Bloom效果協同工作

‌全局光照集成‌：

• 通過Light Probe Proxy Volume影響動態物體
• 參與Reflection Probe的反射計算

‌性能優化‌：

• 使用#if defined(_EMISSION)編譯分支
• 無發光材質自動跳過相關計算

URP選擇此方案的原因

‌藝術家友好‌：

• 直觀的顏色和強度參數
• 紋理支持實現複雜發光圖案

‌物理合理性‌：

• 正確的能量守恆處理
• HDR範圍符合真實世界亮度

‌性能平衡‌：

• 輕量級實現不影響基礎渲染性能
• 與URP的輕量級設計理念一致

‌擴展性‌：

• 容易與後期效果集成
• 支持自定義着色器變體

‌跨平台一致性‌：

• 在移動端和高端PC上表現一致
• 自動適配不同渲染管線配置

在URP中，自發光實現既保持了足夠的表現力，又維持了輕量級的計算開銷，特別適合移動平台和需要大量發光物體的應用場景。

【從UnityURP開始探索遊戲渲染】專欄-直達

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