文档介绍：Unity 5 中的全局光照技术详解
简介
全局光照，简称 GI，是一个用来模拟光的互动和反弹等复杂行为的算法，
要精确的仿真全局光照非常有挑战性，付出的代价也高，正因为如此，现代游戏
会先一定程度的预先处理这些计算，而非游戏执行时实时运算。
同一场景里：没有照明(左)，只有直接光源(中)，和有间接光源的全局光照(右)
的表现，注意颜色如何在不同的表面进行光的”反弹”，产生更真实的结果。
在本文中，我们会描述全局光照如何在 Unity 里运作，带领你通过不同的照
明技术解释如何在项目里设定照明，并思考如何透过各种工具帮场景打光。
选择一个照明专案
广义的来说，Unity 的全局光照是”实时”或是”预先计算好”的，在某些情况
下两种方法可以结合使用，照出更逼真的场景。本节我们会针对两种技术的差异
优势和使用时机做个简单的描述。
实时照明(REALTIME LIGHTING)
预设情况下，Unity 的灯源(直接光源, 投射灯, 点光源)都是实时的，代表这
些灯源会把光线照射到场景并以每一帧的频率更新，由于光源是可以在场景内移
动的对象，场景灯光的更新是实时的，你可以在游戏窗口和场景窗口看到改变。
实时照明的影响：注意到因为没有反射光源的关系阴影是全黑的，只有投射
光锥体范围内的对象表面才有光源影响。
实时照明是场景里照亮物体最基本的方法，用来照亮角色和会动的对象，可
惜的是，Unity 实时照明里的光线不会反射，因此我们才导入了全局光照系统，
启用了预先计算的技术，都是为了表现一个更逼真的场景。
烘焙全局光照(BAKEDGI LIGHTING)
当烘焙一张光照贴图(Lightmap)时，场景内的静态对象会基于光的影响算出
一张贴图成果，并迭在场景对象之上建立照明效果：
左：一个简单的光照贴图场景成果，右：由 Unity 产生的一张光照贴图(阴影和
光源信息都被纳入计算)
这些”光照贴图”可以包含场景内投射到物体表面的直接光源，以及在不同物
体间反射的”间接光源”，这样的光照贴图可以透过物体材质上的着色器(Shader)
描述像是颜色的表面信息(Albedo)和凹凸(Normals)信息。
烘焙光照所产生出来的贴图，是无法在游戏运作的时候变更运算的，因此被
定义为静态(Static)，虽然仍可在这层贴图上继续迭加光源计算，但两者已无法
交互运算，通常我们采用这光照法来让低阶的手机能顺利执行，解决光在游戏中
运行的效能问题。
预计算全局光照(PRECOMPUTED REALTIME GI LIGHTING)
虽然传统的静态光照贴图无法在游戏执行时改变场景光照条件，但预先计算
的实时全局光照系统能帮我们实时运算复杂的场景光源互动，透过这种方法，就
能建立昏暗的环境带有丰富的全局光照反射，并实时反映光源的改变。好比做个
日晷，阴影的位置和颜色会随着光源移动改变，这在原本的烘焙光照系统是无法
达成的。
一个用 GI 呈现的日晷案例
为了在合理的帧率实现这些效果，我们需要在实时运算之前先将一堆垄长的
数字数据做”预计算”，预计算负责计算游戏过程中光的复杂行为，它可以在时间
空档时进行计算，我们称作一个”脱机”运算。
如何运作？
最常见的需求是我们希望间接光源能够列入场景光照贴图的计算，幸好，原
理上这些间接光源都是从直接光源慢慢转变过来的颜色，只有少部分特定情况有
比较大幅度的颜色改变，这样的 Unity 的全局光照预计算，利用间接光源漫反射
(diffuse)特性对运算有利。通常好的阴影是透过即时光源所计算出来的，而非烘
焙到光照贴图，假定我们并不需要太复杂的细节取样，可以大大降低全局光照所
产生的数据大小。
透过预计算来简化整个流程，有效的降低了原本要在游戏中实时计算的全局
光照运算数量，如果你要常在游戏中改变光源颜色，旋转光源或是调整光的强度，
甚至对场景表面做变更，这点就很重要。Unity 从表面上采样底层贴图，并从广
义定义颜色的值到一个大型的群组，或是”丛集”，这会产生