【從UnityURP開始探索遊戲渲染】專欄-直達

Unity URP 的 Rendering Layers（渲染層）功能是一種精細控制光照影響的機制，允許開發者通過層掩碼（Layer Mask）將特定光源與特定 GameObject 關聯，實現選擇性照明。

‌功能定義與發展歷史‌

• ‌定義‌：Rendering Layers 是 URP 基於 HDRP 的 Light Layers 功能演化而來的輕量化實現，通過位掩碼（32 位）控制光源與物體的匹配關係。

• ‌發展‌：

  • ‌HDRP 起源‌：最初在 HDRP 中引入，用於影視級光照控制（如僅讓特定燈光影響角色）。
  • ‌URP 適配‌：URP 12.0+ 版本整合此功能，簡化了實現邏輯，更適合移動端和跨平台項目。

‌核心作用‌

• ‌性能優化‌：避免不必要的燈光計算（如場景中大量燈光僅需影響少數物體）。
• ‌藝術控制‌：實現局部光照效果（如角色高光與環境光分離）。
• ‌動態交互‌：實時切換燈光影響目標（如開關謎題中的燈光區域）。

‌實現流程與參數詳解‌

‌啓用功能‌

• ‌URP Asset 配置‌：在 URP 資源中勾選 Light Layers 選項。
• ‌光源設置‌：為光源指定 Rendering Layer Mask（如 Layer1）。
• ‌物體設置‌：在 Mesh Renderer 的 Rendering Layer Mask 中選擇匹配層（如 Layer1）。

‌參數含義‌

‌底層原理‌

• ‌渲染階段‌：URP 在 RenderingOpaques 或 RenderingTransparents 階段，根據 Layer Mask 篩選光源與物體匹配關係。
• ‌Shader 處理‌：在着色器中，通過 _LightLayerMask 變量與物體層掩碼進行位運算，剔除不匹配的光照計算。
• ‌性能優化‌：通過 Culling Mask 減少 GPU 提交的燈光數據量。

‌原理示例‌

假設光源掩碼為 0010（Layer2），物體掩碼為 0101（Layer1+Layer3）：

• ‌位與運算‌：0010 & 0101 = 0000 → 無匹配，物體不受光。
• 若物體掩碼改為 0010，則運算結果為 0010 → 受光。

此機制通過 GPU 的逐像素計算實現高效篩選，避免 CPU 端遍歷所有光源

‌完整示例‌

以下代碼演示如何通過腳本動態修改 Rendering Layers：

• ‌功能説明‌：

  • 使用 Light2D 或 UniversalAdditionalLightData 組件配置光源層。
  • 通過位運算（1 << n）快速切換層掩碼。

• LightLayerController.cs

  using UnityEngine;
  using UnityEngine.Rendering.Universal;
  
  public class LightLayerController : MonoBehaviour
  {
      public Light2D lightSource;
      public MeshRenderer targetRenderer;
  
      void Start()
      {
          // 設置光源僅影響 Layer 2
          lightSource.renderingLayerMask = 1 << 2;
  
          // 設置物體僅接受 Layer 2 的光照
          targetRenderer.renderingLayerMask = 1 << 2;
      }
  }

‌實際用例‌

• ‌解密遊戲‌：火把僅照亮可交互物體（Layer3），環境物體（Layer1）不受影響。
• ‌角色特效‌：技能光源（Layer4）僅作用於自身和敵人，避免干擾場景光照。
• ‌性能敏感場景‌：動態禁用遠處燈光的渲染層，減少 Shader 計算量。

【從UnityURP開始探索遊戲渲染】專欄-直達
（歡迎點贊留言探討，更多人加入進來能更加完善這個探索的過程，🙏）