Unity3D面试经典:PBR渲染流程详解

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Unity3D面试经典:PBR渲染流程详解

2023-04-19 18:26| 来源: 网络整理| 查看: 265

前言

在Unity3D游戏开发中,PBR(Physically Based Rendering)渲染技术已经成为了一种标准的渲染方式。这种渲染方式可以帮助开发者更加真实地呈现游戏中的材质和光照效果。在这篇文章中,我们将详细介绍PBR渲染的流程以及如何在Unity3D中实现。

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PBR渲染流程

PBR渲染流程是由多个步骤组成的,每个步骤都会影响最终的渲染效果。下面是PBR渲染流程的各个步骤:

1.1. 几何模型

在PBR渲染中,几何模型是最基本的组成部分。几何模型包括了物体的形状和大小,它们会直接影响最终的渲染效果。在Unity3D中,我们可以使用各种建模工具来创建几何模型,例如Blender、Maya等。

1.2. 着色器

在PBR渲染中,着色器是非常重要的一步。着色器可以控制物体表面的材质属性,例如光泽度、金属度、粗糙度等。在Unity3D中,我们可以使用ShaderLab语言编写自己的着色器程序。

1.3. 纹理贴图

纹理贴图可以帮助我们更加真实地呈现物体表面的材质属性。例如,我们可以使用法线贴图来模拟物体表面的凹凸纹理,使用金属贴图来控制物体的金属度等。在Unity3D中,我们可以使用各种美术软件来创建纹理贴图,例如Photoshop、Substance Painter等。

1.4. 光照

光照是PBR渲染中另一个非常重要的步骤。在PBR渲染中,我们使用HDR环境贴图来模拟真实世界中的光照情况。HDR环境贴图包含了场景中的光照信息,包括直射光、间接光等。在Unity3D中,我们可以使用Skybox或者Light Probe来实现HDR环境贴图。

1.5. 后期处理

最后一个步骤是后期处理。在PBR渲染中,我们可以使用后期处理技术来进一步增强渲染效果。例如,我们可以使用后期处理技术来模拟物体表面的散射效果、模糊效果等。在Unity3D中,我们可以使用Post Processing Stack来实现后期处理。

Unity3D中的PBR渲染实现

在Unity3D中,我们可以使用Standard Shader来实现PBR渲染。下面是一个简单的代码示例:

Shader "Custom/MyStandardShader" { Properties { _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {} _Metallic ("Metallic", Range(0,1)) = 0.0 _Glossiness ("Smoothness", Range(0,1)) = 0.5 _Color ("Color", Color) = (1,1,1,1) } SubShader { Tags {"RenderType"="Opaque"} LOD 100 CGPROGRAM #pragma surface surf Standard sampler2D _MainTex; float _Metallic; float _Glossiness; float4 _Color; struct Input { float2 uv_MainTex; }; void surf (Input IN, inout SurfaceOutputStandard o) { o.Albedo = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex).rgb * _Color.rgb; o.Metallic = _Metallic; o.Smoothness = _Glossiness; o.Alpha = _Color.a; } ENDCG } FallBack "Diffuse" }

在这个着色器程序中,我们定义了几个属性,包括_MainTex(主纹理)、_Metallic(金属度)、_Glossiness(粗糙度)和_Color(颜色)。在SubShader中,我们使用了Standard Surface Shader,然后在surf函数中设置了SurfaceOutputStandard结构体的属性,包括Albedo、Metallic、Smoothness和Alpha。

在Unity3D中,我们可以使用这个着色器程序来渲染场景中的物体。我们只需要将这个着色器程序赋值给物体的材质即可。

总结

PBR渲染是一种非常重要的渲染技术,在Unity3D中也得到了广泛的应用。通过使用PBR渲染,我们可以更加真实地呈现游戏中的材质和光照效果。在Unity3D中,我们可以使用Standard Shader来实现PBR渲染,并且可以通过自定义着色器程序来实现更加复杂的渲染效果。

附:视频教程



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