前向渲染路径

本页面将介绍 Unity 内置渲染管线中的前向渲染路径。

前向渲染根据影响对象的光源在一个或多个通道中渲染每个对象。光源本身也可以通过前向渲染进行不同的处理，具体取决于它们的设置和强度。

实现详细信息

在前向渲染中，影响每个对象的一些最亮的光源以完全逐像素光照模式渲染。然后，最多 4 个点光源采用每顶点计算方式。其他光源以球谐函数 (SH) 计算，这种计算方式会快得多，但仅得到近似值。光源是否为每像素光源根据以下原则而定：

• Render Mode 设置为 Not Important 的光源始终为每顶点或 SH 光源。
• 最亮的方向光始终为每像素光源。
• Render Mode 设置为 Important 的光源始终为每像素光源。
• 如果上述情况导致光源数少于当前的 Pixel Light Count 质量设置，则按照亮度降低的顺序，更多光源采用每像素渲染方式。

每个对象的渲染按如下方式进行：

• 基础通道应用一个每像素方向光和所有每顶点/SH 光源。
• 其他每像素光源在额外的通道中渲染（每个光源对应一个通道）。

例如，如果某个对象受到许多光源的影响（下图中的圆形受光源 A 到 H 的影响）：

让我们假设光源 A 到 H 具有相同的颜色和强度，并且所有光源都具有自动渲染模式，因此它们将严格按照此对象的以下顺序排序。最亮的光源将以每像素光照模式渲染（A 到 D），然后最多 4 个光源以每顶点光照模式渲染（D 到 G），最后其余光源以 SH 进行渲染（G 到 H）：

请注意，光源组会重叠；例如，最后一个每像素光源混合到每顶点光照模式，因此当对象和光源移动时，“光射量”(light popping) 较少。

基础通道

基础通道使用一个每像素方向光和所有 SH/每顶点光源来渲染对象。此通道还会添加着色器中的所有光照贴图、环境光照和发射光照。在此通道中渲染的方向光可以具有阴影。请注意，光照贴图的对象不会从 SH 光源获得光照。

请注意，在着色器中使用“OnlyDirectional”通道标志时，前向基础通道仅渲染主方向光、环境光/光照探针和光照贴图（SH 和顶点光源不包括在通道数据中）。

其他通道

对于影响此对象的每个额外的每像素光源，需要额外的渲染通道。默认情况下，这些通道中的光源没有阴影（因此在结果中，前向渲染支持一个带阴影的方向光），除非使用 multi_compile_fwdadd_fullshadows 变体快捷方式。

性能注意事项

球谐函数光源的渲染速度_很_快。这些光源的 CPU 成本很低，并且使用 GPU 的_成本基本为零_（也就是说，基础通道始终会计算 SH 光照；但由于 SH 光源工作方式的原因，无论 SH 光源有多少，成本都完全相同）。

SH 光源的缺点：

• 按对象的顶点而不是按像素计算。这意味着它们不支持光照剪影和法线贴图。
• SH 光照的频率很低。SH 光源无法实现快速的光照过渡。它们也只影响漫射光照（频率对镜面高光而言太低）。
• SH 光照不是局部光照；SH 点光源或聚光灯在靠近某种表面时“看起是错误的”。

总的来说，SH 光源通常足以达到小型动态对象的光照要求。