Unity SRP 管线【第九讲：URP 点光源与聚光灯】

文章目录

CPU数据搜集
GPU数据使用
光照计算

CPU数据搜集

我们只能支持有限数量的其他灯。并将这些灯光数据（位置、颜色、阴影强度、方向光光源、灯光遮蔽Probe、灯光层级Mask）发送到GPU以供场景中所有物体渲染使用。

//ForwardLights.cs
在这里插入图片描述
额外光源数量与使用的平台以及API有关

如果是移动端并且使用OpenGLES2、OpenGLES3（小于OpenGLES30版本），则最大额外光源数为16
否则，如果是移动端或着 PC端使用OpenGLCore、OpenGLES2、OpenGLES3，则最大额外光源数为32
否则，最大额外光源数为256（即PC端使用OpenGL3.0以上版本、或其他API）

//UniversalRenderPipeline.cs
在这里插入图片描述
遍历场景获取所有光源数据

// ForwardLights.cs
//Setup() > SetupShaderLightConstants() > SetupAdditionalLightConstants()
循环遍历所有光源
在这里插入图片描述
InitializeLightConstants() > InitializeLightConstants_Common()
处理单个光源数据，获取数据保存到LightConstantBuffer中

关于SpotLight的衰减值，定义在
//UniversalRenderPipelineCore.cs
在这里插入图片描述
最终，将Buffer发送到GPU

GPU数据使用

输入的光线信息变量保存在Input.hlsl
在这里插入图片描述
获取这些信息的函数保存在realtimeLights.hlsl

// Fills a light struct given a perObjectLightIndex
Light GetAdditionalPerObjectLight(int perObjectLightIndex, float3 positionWS)

因为我们计算逐个对象需要的并不是所有光源，而是对该对象贡献最大的几个光源（Unity中一般设置为4个），因此，需要告诉管线我们需要这些数据。
在drawingSettings 中设置

perObjectData |= PerObjectData.LightData | PerObjectData.LightIndices;

即可得到Unity定义在UnityInput中的数据

// Light Indices block feature
// These are set internally by the engine upon request by RendererConfiguration.
half4 unity_LightData;
half4 unity_LightIndices[2];

half4 unity_LightData;

x : GetPerObjectLightIndexOffset()，一般为0
y：影响单个物体灯光的数量保存在unity_LightData.y。GetAdditionalLightsCount()，该数量可能超过最大渲染灯光数。
z: light.distanceAttenuation = unity_LightData.z; // unity_LightData.z is 1 when not culled by the culling mask, otherwise 0.

half4 unity_LightIndices[2];
每个需要计算的灯光下标保存在half4 unity_LightIndices[2]中，共8个int，因此最大支持每个物体8个光源。
该下标通过RealtimeLights.hlsl中的GetPerObjectLightIndex()获得

int GetPerObjectLightIndex(uint index)
{
//一般情况float4 tmp = unity_LightIndices[index / 4];return int(tmp[index % 4]);
}

额外光源信息获取，全套使用流程：

#if defined(_ADDITIONAL_LIGHTS)uint pixelLightCount = GetAdditionalLightsCount();LIGHT_LOOP_BEGIN(pixelLightCount)// lightIndexLight light = GetAdditionalLight(lightIndex, inputData, shadowMask, aoFactor);if (IsMatchingLightLayer(light.layerMask, meshRenderingLayers)){lightingData.additionalLightsColor += LightingPhysicallyBased(brdfData, brdfDataClearCoat, light,inputData.normalWS, inputData.viewDirectionWS,surfaceData.clearCoatMask, specularHighlightsOff);}LIGHT_LOOP_END
#endif

其中使用的函数：

获取额外光源数量（_AdditionalLightsCount.x为我们设置的对象可接受的最大额外光源数）

int GetAdditionalLightsCount()
{
#if USE_CLUSTERED_LIGHTING// Counting the number of lights in clustered requires traversing the bit list, and is not needed up front.return 0;
#else// TODO: we need to expose in SRP api an ability for the pipeline cap the amount of lights// in the culling. This way we could do the loop branch with an uniform// This would be helpful to support baking exceeding lights in SH as wellreturn int(min(_AdditionalLightsCount.x, unity_LightData.y));
#endif
}

获取光源下标后，获取光照信息

Light GetAdditionalLight(uint i, float3 positionWS)
{
#if USE_CLUSTERED_LIGHTINGint lightIndex = i;
#elseint lightIndex = GetPerObjectLightIndex(i);
#endifreturn GetAdditionalPerObjectLight(lightIndex, positionWS);
}