【Unity基础知识】四种灯光的属性

大家都知道Unity中有四种基本光源。我们今天来了解一下这四种灯光的属性。

光源 (Lights) 是每个场景的重要组成部分。网格和纹理决定了场景的形状和外观，而光源则决定了三维环境的颜色和氛围。我们可能会在每个场景中使用多个光源。

Unity中有 4 种基本灯光。创建灯光的方式同创建其他游戏对象的方式相似，在Hierarchy面板右键：

(1)Directional Light

方向光源。也可以称为“自然光”。这种类型的灯光可以被放置在无穷远处，可以影响场景中的一切游戏对象，类似于自然界中太阳光的照明效果。

“定向光”非常适合用来模拟阳光，它的特性就像是个太阳，定向光能从无限远的距离投射光源到场景，从定向光发出来的光线是互相平行的，也不会像其他种光源会分岔，结果就是不管对象離定向光源多远，投射出来的阴影看起来都一样，这其实对户外场景的照明很有利。

定向光没有真正的光源坐标，放置在场景任何地点都不会影响光的效果，只有旋转会影响定向光的照射结果，物体的影子方向会不同，有一种太阳东方升起西方落下的感觉。

(2)Point Light

点光源从一个位置向四面八方发出光线，影响其范围(Range)内的所有对象，类似灯泡的照明效果。

点光源的阴影是较耗费图像处理器资源的光源类型。点光源可以想象是在3D空间里一个对着所有方向发射光线的点，很适合用来制作像是灯泡、武器发光或是从物体发射出来的爆炸效果。点光源的亮度从中心最强一直到范围属性(Range)设定的距离递减到0为止，光的强度从光源到距离成反比，这是所谓的”平方反比 定律”，类似光在现实世界的行为。

点光源从它的位置对四面八方射出光线，球形的小图示代表光的”范围”，光线到达此范围是会”衰减”到0，但如果有间接光源或反射光则会继续投射。 点光源开启阴影运算是很耗效能的，因此必须谨慎使用，点光源的阴影为了要给六个不同的世界方向会运算六次，在比较差的硬件开启此功能会造成较大的效能负担。

(3)Spotlight

聚光灯。这种灯光从一点发出，在一个方向按照—个锥形的范围照射，该锥形是由聚光灯角度 (Spot Angle) 和范围 (Range) 界定的。

聚光灯是较耗费图形处理器资源的光源类型。聚光灯投射一个锥体在他的Z轴前方，这个锥体的宽度由投射角度(Spot Angle)属性控制着，光线会从源头到设定的范围慢慢衰减到0，同时越靠近锥体边缘也会衰减，把投射角度的 值加大会让锥体宽度加大，同时也让边缘淡化的力度变大，这现象学名叫做”半影”。

聚光灯有许多用途，他们可以用来模拟路灯, 壁灯,或许多创意用法，例如模拟手电筒，因为投射区域能精确的控制，因此很适合用来模拟打在角色身上的光或是模拟舞台灯光效果等等。

(4)Area Light

区域光/面光源。该类型的光源无法应用于实时光照，仅适用于光照贴图烘焙 (lightmap baking))， 这种光能从各方向照射一个平面的矩形截面的一侧。

区域光可以当作是摄影用的柔光灯，在Unity里面他们被定义为单面往Z轴发射光线的矩形，目前只能和烘焙GI一起使用，区域光会均匀的照亮作用区域，虽然区域光没有范围属性 可以调整，但是光的强度也是会随着距离光源越远而递减。

区域光照亮表面并在区间产生漫反射与柔和的阴影,区域光用在建立柔和的照明效果非常有用，光线在任何方向穿过光的表面时会产生不同方向的折射 - 造成在对象上产生漫反射，常见的用途是拿来当作天花板壁灯或是背光灯，为了实现这功能，我们必须从每个光照贴图像素上发射一定数量的光线，背对着区域光以确定光有能见度，这代表区域光的计算是消耗很大的，而且会延长烘焙的时间，但如果运用得宜可以增加场景光的深度，那么消耗就很值得，值得注意的是区域光只能用在烘焙，因此不影响游戏效能。