UnityHdr简介及使用方法

一、UnityHdr从什么开始？

UnityHdr是Unity引擎的一个扩展光照渲染管线，它可以利用高动态范围(HDR)图像技术来实现更真实的图像效果，包括高光、阴影和反射。此扩展可以通过两种不同的模式来工作：前向渲染和延迟渲染。前向渲染可以创建出高度逼真的镜头，但是它在处理复杂图景和多光源时运行缓慢。延迟渲染可以使大型场景更加快速，但是它不支持反射。要想开始使用UnityHdr，需要Unity版本在2018年及之后。

二、开启UnityHdr

在Unity中开启UnityHdr很简单，只需要切换到UnityHdr模板并且设置在摄像机上启用UnityHdr即可。但是，在Unity编辑器中启用UnityHdr，您可能会注意到视图变得更暗或颜色变得更暗。这是因为 HDR 在Unity 中是默认关闭的。要使 HDR 生效，您应该根据场景中的曝光调整亮度。

RenderingSettings.defaultCameraHdrMode = CameraHDRMode.HDR;
camera.allowHDR = true;

三、UnityHdr的光照模式

1. 前向渲染模式(Foword Rendering Mode)

目前 Unity 中最常用的光照模型是前向渲染模型。在此模型中，每个像素将多次迭代以计算光源和所有物体之间的光交互。这意味着每个像素考虑到所有光源的影响和每个物体的阴影。这通常导致像素数量大大增加，从而降低了渲染性能。UnityHdr可以通过使用循环投影几何(shading geometry)以及这个技术可以削减计算时间，以获得较高级别的性能。

GraphicsSettings.SetShaderMode(BuiltinShaderType.DeferredShading, DeferredShaderMode.UseRendererSettings);

2. 延迟渲染模式（Deferred Rendering Mode）

另一种光照模型是延迟渲染模型。在此模型中，渲染流水线首先创建所有透视物体的 G-buffer，然后在后台处理阴影和光源。这可以显着减少需要处理像素的数量，从而提高渲染性能。UnityHdr 延迟渲染可以在当前场景下使用。

GraphicsSettings.SetShaderMode(BuiltinShaderType.DeferredShading, DeferredShaderMode.Deferred);

四、UnityHdr的材料（Material）

在 UnityHdr中，创建材质（Material）是与普通的 Unity 材质（Material）相同的。你可以从标准着色器（Shader）列表中找到 UnityHdr着色器。当然，你也可以定制你自己的材质，使用 UnityHdr 着色器从头开始编写。在UnityHdr中，材质的属性（属性）是具有物理意义的，并且使用预定义的光学计算（如 Schlick’s approximation、Fresnel等）进行设置。这使得您可以快速设置和处理高级材料，例如：玻璃材质和金属材质。

shader UnityHdrPhisyicalMaterial
{
     Properties 
     {
         _Color ("Base Color", Color) = (1,1,1,1)
         _MainTex("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {}
         _Metallic ("Metallic", Range(0,1)) = 0.0
         _Smoothness ("Smoothness", Range(0, 1)) = 0.5
         _NormalMap ("Normal Map", 2D) = "bump" {}
         _Parallax ("Height Map", 2D) = "white" {}
         _Occlusion ("Occlusion", 2D) = "white" {}
         _EmissionColor ("Emission Color", Color) = (0,0,0)
         _DetailAlbedoMap ("Detail Albedo", 2D) = "white" {}
         _DetailNormalMap ("Detail Normal Map", 2D) = "bump" {}
     }
     Category 
     {
         Tags { "RenderType"="Opaque" }
         SubShader 
         {
             LOD 100
             CGPROGRAM
             ...
     }
}

五、UnityHdr的帧缓冲区（FrameBuffer）

UnityHdr使用帧缓冲区（Framebuffer）来呈现场景。随着您在场景中添加更多几何形状和光源，以及增加更多的物理特性，例如：反射和环境光遮蔽（Ambient Occlusion），需要更多的内存来渲染。UnityHdr可以在CPU和GPU上运行更快，而无需担心存储器限制。

Texture colorBuffer = UnityHdrCamera.GetCameraTexture (UnityHdrCameraTextureType.Color);
Texture depthBuffer = UnityHdrCamera.GetCameraTexture (UnityHdrCameraTextureType.Depth);
#endif

六、UnityHdr的反射控制（Reflection Control）

UnityHdr提供了完整的反射控制。这包括用于实时反射、模糊反射和屏幕空间反射的预定义算法、颜色调整和反射遮挡控制选项。使用这些选项，可以完全控制反射的质量和性能，而无需编写任何脚本。

EnableReflections = true;
EnableRefractions = true;
EnableScreenSpaceRefractions = false;

ReflectSkybox = false;
ReflectGround = true;
ReflectLayers = new List();

七、小结

本文对UnityHdr的介绍包括UnityHdr起源、开启UnityHdr的方法、光照、材质、帧缓冲区和反射控制选项。UnityHdr是Unity引擎的一个扩展渲染管线，可以通过高动态范围图像技术实现更真实的图像效果。

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