什么是烘焙? 简单地说, 就是把物体光照的明暗信息保存到纹理上, 实时绘制时不再进行光照计算, 而是采用预先生成的光照纹理(lightmap)来表示明暗效果. 那么, 这样有什么意义呢? 好处:
由于省去了光照计算, 可以提高绘制速度
对于一些过度复杂的光照(如光线追踪, 辐射度, AO等算法), 实时计算不太现实. 如果预先计算好保存到纹理上, 这样无疑可以大大提高模型的光影效果
保存下来的lightmap还可以进行二次处理, 如做一下模糊, 让阴影边缘更加柔和 当然, 缺点也是有的:
模型额外多了一层纹理, 这样相当于增加了资源的管理成本(异步装载, 版本控制, 文件体积等). 当然, 也可以选择把明暗信息写回原纹理, 但这样限制比较多, 如纹理坐标范围, 物体实例个数...
模型需要隔外一层可以展开到一张纹理平面的UV(范围只能是[0,1], 不能重合). 如果原模型本身就是这样, 可以结省掉. 但对于大多数模型来说, 可能会采用WRAP/MIRROR寻址, 这只能再做一层, 再说不能强制每个模型只用一张纹理吧? 所以, lightmap的UV需要美术多做一层, 程序展开算法这里不提及....
静态的光影效果与对动态的光影没法很好的结合. 如果光照方向改变了的话, 静态光影效果是无法进行变换的. 而且对于静态的阴影, 没法直接影响到动态的模型. 这一点, 反而影响了真实度 肯定不只这几点,但我暂时只想到这几点
那么怎么生成lightmap呢?
最直接的办法: 光线追踪....(原理想想很简单, 按照物体定律来就可以了)
但是光线追踪这东西......就算用来离线生成我都嫌慢-_-
下面说的这个是利用GPU进行计算的, 跟实时光照没什么两样: 原理:
想想实时渲染的顶点变换流程: pos * WVP之后, 顶点坐标就变换到屏幕空间了[-1, 1]
如果VertexShader里直接把纹理坐标做为变换结果输出(注意从[0,1]变换到[-1,1]), 那么相当于直接变换到了纹理坐标系, 这时在PixelShader里还是像原来那样计算光照, 输出的结果就可以拿来做lightmap了
静态模型的Lightmap（光照贴图）与Vertex-Lighting（顶点光照）之比较
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。 Mipmap和detailmap
首先从MIPMAP的原理说起，它是把一张贴图按照2的倍数进行缩小。直到1X1。把缩小的图都存储起来。在渲染时，根据一个像素离眼睛为之的距离，来判断从一个合适的图层中取出texel颜色赋值给像素。在D3D和OGL都有相对应的API控制接口。
透过它的工作原理我们可以发现，硬件总是根据眼睛到目标的距离，来玄奇最适合当前屏幕像素分辨率的图层。假设一张32768x32768的mipmap贴图，当前屏幕分辨率为1024*1024。眼睛距离物体比较近时，mipmap最大也只可能从1024*1024的Mipmap图层选取texel。再次，当使用三线性过滤（trilinear）时，最大也只能访问2048*2048的图层选取texel，来和1024*1024图层中的像素进行线性插值。
detailMAP
顾名思义，就是细节的贴图，我这里有一个例子， 使用前：
使用后：
使用的着色器：
原理上不用赘述，其实就是图层的叠加与混合。在这里有几个关键词，一个是Detail的Tiling值，一个是这个Detailmap需要在导入的时候设置为Mipmap,里面的参数大家可以试着调一下，至于Mipmap的原理，已经在上面介绍了。