Unity光照和阴影：实现游戏中的光影效果

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### 第三章：实现动态阴影效果

光照和阴影在游戏开发中扮演着至关重要的角色。本章将重点介绍如何在Unity中实现动态阴影效果，包括实时阴影的原理与应用、阴影贴图的生成与优化以及阴影的调整和优化技巧。通过学习本章内容，你将能够更好地掌握动态阴影效果的实现方法，为游戏场景增添更真实的光影效果。

#### 3.1 实时阴影的原理与应用

实时阴影是指在游戏运行时根据光源的位置和物体的位置动态生成阴影效果。常见的实时阴影算法包括阴影映射（Shadow Mapping）、PCF（Percentage-Closer Filtering）和VSM（Variance Shadow Maps）等。在Unity中，可以通过设置光源的属性和材质的属性来实现实时阴影效果。实时阴影能够让游戏场景更具立体感和真实感，但也需要考虑性能消耗和阴影的准确性。

#### 3.2 阴影贴图的生成与优化

在实时渲染中，为了准确地生成阴影效果，通常会使用阴影贴图（Shadow Map）来记录光源在场景中的可见区域，以便在渲染物体时判断其是否在阴影中。生成高质量的阴影贴图需要考虑光源的分辨率、阴影贴图的投射方式、截断距离等因素。优化阴影贴图的方法包括使用级联阴影映射（Cascaded Shadow Maps）、阴影偏移、减少阴影贴图的分辨率等。

#### 3.3 阴影的调整和优化技巧

在实际开发中，需要根据游戏场景的需求对阴影效果进行调整和优化。可以通过调整阴影的硬度（Soft Shadow）、增加阴影的细节度、优化阴影的渲染距离等方式来改善阴影效果。同时，还可以通过GPU instancing、批量渲染等技术来优化动态阴影的性能表现。

# 第四章：使用贴图实现光影效果

## 4.1 法线贴图的作用和实现方式
在游戏开发中，法线贴图是一种常用的技术，它能够在不增加额外几何细节的情况下，通过修改光照计算方式来模拟出更为真实的表面细节。通过改变法线的方向，可以使得平整的表面看起来拥有凹凸不平的细节，从而增加真实感。实现法线贴图的方法一般有以下几种：

- 利用专业建模软件如Maya、3ds Max等手动绘制法线贴图。
- 使用绘制软件如Photoshop、Substance Painter等，利用笔刷工具绘制法线贴图。
- 使用生成软件如B2M、CrazyBump等，通过输入高光和凹凸地图来生成法线贴图。

下面通过代码演示如何在Unity中使用法线贴图：

   using UnityEngine;
   
   public class NormalMapExample : MonoBehaviour
   {
       public Texture2D normalMap;
   
       void Start()
       {
           if (normalMap)
           {
               Renderer renderer = GetComponent<Renderer>();
               renderer.material.SetTexture("_BumpMap", normalMap);
               renderer.material.EnableKeyword("_NORMALMAP");
           }
       }
   }

上述代码中，我们首先引入了Unity的相关库，然后在Start方法中将法线贴图赋值给物体的材质，并启用了"_NORMALMAP"的关键字，从而使得法线贴图生效。

## 4.2 高光贴图的应用技巧
高光贴图是一种可以模拟物体表面反射光亮部分的贴图，通过调整高光贴图的强度和位置来增强物体的光照效果。在Unity中，应用高光贴图可以通过以下方式实现：

- 在材质的Shader中增加对高光贴图的支持。
- 通过代码动态设置高光贴图的参数，实现动态调整高光效果。

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