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内置渲染管线中的标准着色器
在内置渲染管线中选择金属或镜面反射着色器

内置渲染管线中的标准着色器简介

Unity 标准着色器在 GPU 上运行的程序。更多信息
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是一个内置着色器,具有一套全面的功能。它可用于渲染“现实世界”对象,例如石头、木材、玻璃、塑料和金属,并支持多种着色器类型和组合。只需使用或不使用材质编辑器中的各种纹理插槽和参数,即可启用或禁用其功能。

标准着色器还包含一个称为 基于物理的着色(Physically Based Shading) 的高级光照模型。基于物理的着色 (PBS) 以模仿现实的方式模拟材质和光线之间的相互作用。PBS 直到最近才在实时图形方面成为可能。它在光照和材质需要直观、真实地同时存在的情况下发挥最佳效果。

我们的基于物理的着色器背后的想法是创建一种用户友好的方式,在不同的照明条件下实现一致、合理的外观。它模拟了光在现实中的行为方式,而不使用多个可能有效也可能无效的临时模型。为此,它遵循物理学原理,包括能量守恒(意味着物体反射的光永远不会超过它们接收到的光)、菲涅耳反射(所有表面在掠过角时都变得更强的反射)以及表面如何遮挡自身(所谓的几何项)等。

标准着色器在设计时考虑了硬表面(也称为“建筑材料”),可以处理大多数现实世界的材料,如石头、玻璃、陶瓷、黄铜、银或橡胶。它甚至可以在皮肤、头发和布料等非硬材料上做得很好。

在所有模型上使用标准着色器渲染的场景
在所有模型上使用标准着色器渲染的场景

使用标准着色器时,大量着色器类型(例如漫反射、镜面反射、凹凸镜面反射、反射)组合到一个着色器中,旨在用于所有材质类型。这样做的好处是,在场景场景包含游戏的环境和菜单。将每个唯一的场景文件视为一个独特的关卡。在每个场景中,你放置你的环境、障碍物和装饰品,基本上是将你的游戏设计和构建成碎片。更多信息
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,这在使用着色器的所有模型中提供了逼真、一致和可信的光影分布。

标准着色器光照数学实现使用迪士尼模型作为漫反射组件,将 GGX 模型用于镜面反射,并使用 Smith Joint GGX 可见性项Schlick Fresnel appromixation

术语

在谈论 Unity 中基于物理的着色时,有许多概念非常有用。这些包括:

  • 能量守恒 - 这是一个基于物理的概念,可确保物体反射的光永远不会超过它们接收到的光。材质的镜面反射性越高,它的漫反射性就越小;表面越光滑,高光就越强、越小。
在表面上每个点渲染的光源被计算为与从其环境接收到的光量相同。粗糙表面的微面受到来自更广泛区域的光的影响。更光滑的表面提供更强烈和更小的高光。点 A 将光源的光反射到相机。B 点因天空环境光而呈现蓝色调。C 点从周围的底色中获取环境和反射光。
在表面上每个点渲染的光源被计算为与从其环境接收到的光量相同。粗糙表面的微面受到来自更广泛区域的光的影响。更光滑的表面提供更强烈和更小的高光。点 A 将光源的光反射到相机。B 点因天空环境光而呈现蓝色调。C 点从周围的底色中获取环境和反射光。
  • 高动态范围 (HDR) - 这是指通常 0-1 范围之外的颜色。例如,太阳很容易比蓝天亮十倍。有关深入讨论,请参阅 Unity 手册HDR高动态范围
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使用高动态范围的场景。车窗中反射的阳光看起来比场景中的其他对象要亮得多,因为它已使用 HDR 进行处理
使用高动态范围的场景。车窗中反射的阳光看起来比场景中的其他对象要亮得多,因为它已使用 HDR 进行处理

标准着色器

内置渲染管线中的标准着色器
在内置渲染管线中选择金属或镜面反射着色器