UnityHdr簡介及使用方法

一、UnityHdr從什麼開始？

UnityHdr是Unity引擎的一個擴展光照渲染管線，它可以利用高動態範圍(HDR)圖像技術來實現更真實的圖像效果，包括高光、陰影和反射。此擴展可以通過兩種不同的模式來工作：前向渲染和延遲渲染。前向渲染可以創建出高度逼真的鏡頭，但是它在處理複雜圖景和多光源時運行緩慢。延遲渲染可以使大型場景更加快速，但是它不支持反射。 要想開始使用UnityHdr，需要Unity版本在2018年及之後。

二、開啟UnityHdr

在Unity中開啟UnityHdr很簡單，只需要切換到UnityHdr模板並且設置在攝像機上啟用UnityHdr即可。但是，在Unity編輯器中啟用UnityHdr，您可能會注意到視圖變得更暗或顏色變得更暗。這是因為 HDR 在Unity 中是默認關閉的。要使 HDR 生效，您應該根據場景中的曝光調整亮度。

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，每個像素將多次迭代以計算光源和所有物體之間的光交互。這意味著每個像素考慮到所有光源的影響和每個物體的陰影。這通常導致像素數量大大增加，從而降低了渲染性能。UnityHdr可以通過使用循環投影幾何(shading geometry)以及這個技術可以削減計算時間，以獲得較高級別的性能。

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

2. 延遲渲染模式（Deferred Rendering Mode）

另一種光照模型是延遲渲染模型。在此模型中，渲染流水線首先創建所有透視物體的 G-buffer，然後在後台處理陰影和光源。這可以顯著減少需要處理像素的數量，從而提高渲染性能。UnityHdr 延遲渲染可以在當前場景下使用。

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

四、UnityHdr的材料（Material）

在 UnityHdr中，創建材質（Material）是與普通的 Unity 材質（Material）相同的。你可以從標準著色器（Shader）列表中找到 UnityHdr著色器。當然，你也可以定製你自己的材質，使用 UnityHdr 著色器從頭開始編寫。在UnityHdr中，材質的屬性（屬性）是具有物理意義的，並且使用預定義的光學計算（如 Schlick’s approximation、Fresnel等）進行設置。這使得您可以快速設置和處理高級材料，例如：玻璃材質和金屬材質。

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的幀緩衝區（FrameBuffer）

UnityHdr使用幀緩衝區（Framebuffer）來呈現場景。隨著您在場景中添加更多幾何形狀和光源，以及增加更多的物理特性，例如：反射和環境光遮蔽（Ambient Occlusion），需要更多的內存來渲染。UnityHdr可以在CPU和GPU上運行更快，而無需擔心存儲器限制。

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。這包括用於實時反射、模糊反射和屏幕空間反射的預定義演算法、顏色調整和反射遮擋控制選項。使用這些選項，可以完全控制反射的質量和性能，而無需編寫任何腳本。

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

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

七、小結

本文對UnityHdr的介紹包括UnityHdr起源、開啟UnityHdr的方法、光照、材質、幀緩衝區和反射控制選項。UnityHdr是Unity引擎的一個擴展渲染管線，可以通過高動態範圍圖像技術實現更真實的圖像效果。