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静态模型的Lightmap(光照贴图)与Vertex-Lighting(顶点光照)

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发表于 2018-11-14 12:58:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
静态模型的Lightmap(光照贴图)与Vertex-Lighting(顶点光照)比较

通常有个误解就是,Vertex-Lighting是一种不费的静态模型打光手段,因此应该被作为提升地图运行效率和减少文件尺寸的手段。这种观点,在这两方面其实都有问题。

Lightmap使用平展开的一套UV,如同普通皮肤贴图所需的。Lightmap的贴图大小可以灵活设置,比如64x64。这种方式提供了每像素的光照数据。

Vertex-Lighting使用的数据结构,包含每个顶点所受光照的亮度和色彩信息。该数据结构消耗特定量的内存,这个量是由模型的顶点数量决定的,不能随意改变。

在多数情况下,静态模型应该设成使用Lightmap,因为这可以产生最好的视觉效果,最好的运行效率,而且比Vertex-Lighting消耗更少的内存

Lightmap和Vertex-Lighting相比较,具有如下优点:
•Lightmap可以减少CPU和GPU的占用;
•Lightmap让CPU需要计算的光照和物体间的互动更少;
•Lightmap不需要在GPU的多重pass中被渲染;
•Lightmap pass被整合进Emissive(自发光)pass中,因此可以缩短渲染时间;
•Lightmap可以表现交错覆盖于静态模型三角面上的复杂的每像素光照,然而Vertex-Lighting只能表现顶点到顶点之间线形的渐变;
•使用Lightmap的静态模型,可以通过优化使用更少的三角形,获得额外的效率提升。为使用Vertex-Lighting而制作的模型,通常需要较高的细分度,获得更多的顶点来改善顶点之间的光照过渡,然而这种做法的副作用是提升了模型的三角形数量并影响运行效率;
•静态模型上的Lightmap可以设置为使用很小的分辨率,比如16x16或32x32,来减少内存开支。这对于远离游戏中心区域的静态模型来说,非常有 用,这同样也适合受光很均匀的模型。Vertex-Lighting就不具有这种优化的便利,它总是消耗同样数量的内存来存放模型全部顶点的数据结构;
•Lightmap可以通过调整UV的布局,来进行优化以提供尽可能好的光照质量。比如,有一个球形岩石,可以将它的底部的三角形的UV尺寸做得很小,从而 让这部分在整个Lightmap的UV上面只占据很小一块,这样,对于顶部和侧面来说,就获得了更大的贴图面积于是有更精细的光照效果。Vertex- Lighting的精度总是对应于顶点数,而效果又受模型实际大小的影响(就是说缩小了看还可以的模型,放大比如一百倍,由于顶点不能改变,所以效果也变 糙一百倍,而Lightmap因为可以灵活设置精度不存在这个问题),并且不能被优化;

如果静态模型的三角形和顶点数量很少的话,那使用Vertex-Lighting可能会比使用Lightmap占用更少的内存,然而,使用Lightmap绝对是看起来更好的,效率也更高的。使用Lightmap让LD可以优化光照的质量和内存的占用。

所以Lightmap显然是比Vertex-Lighting更好的选择。

举个例子:

比如使用UT3这游戏的静态模型HU_Deco_Pipes.SM.Mesh.S_HU_Deco_Pipes_SM_Pipe01

该模型有2555个三角形和2393个顶点:

如果在场景中放置此模型的420个实例,并且都使用Vertex-Lighting,那么总共消耗11MB内存;
如果在场景中放置此模型的420个实例,并且都使用32x32的Lightmap,那么总共消耗850kb内存;
如果在场景中放置此模型的420个实例,并且都使用64x64的Lightmap,那么总共消耗3.3MB内存;

占用内存的量,也会在地图文件的尺寸上有所表现。

这个例子中的一部分实例,其所用的Lightmap的精度,可以设到128x128或者更高以便获得最佳的光照效果,而仍然使用相比Vertex-Lighting来说更少的内存。并且使用Lightmap的版本,要比Vertex-Lighting版本在渲染上快8-10个百分点。
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