【Unity基礎知識】四種燈光的屬性

大家都知道Unity中有四種基本光源。我們今天來了解一下這四種燈光的屬性。

光源 (Lights) 是每個場景的重要組成部分。網格和紋理決定了場景的形狀和外觀，而光源則決定了三維環境的顏色和氛圍。我們可能會在每個場景中使用多個光源。

Unity中有 4 種基本燈光。創建燈光的方式同創建其他游戲對象的方式相似，在Hierarchy面板右鍵：

(1)Directional Light

方向光源。也可以稱為“自然光”。這種類型的燈光可以被放置在無窮遠處，可以影響場景中的一切游戲對象，類似于自然界中太陽光的照明效果。

“定向光”非常適合用來模擬陽光，它的特性就像是個太陽，定向光能從無限遠的距離投射光源到場景，從定向光發出來的光線是互相平行的，也不會像其他種光源會分岔，結果就是不管對象離定向光源多遠，投射出來的陰影看起來都一樣，這其實對戶外場景的照明很有利。

定向光沒有真正的光源坐標，放置在場景任何地點都不會影響光的效果，只有旋轉會影響定向光的照射結果，物體的影子方向會不同，有一種太陽東方升起西方落下的感覺。

(2)Point Light

點光源從一個位置向四面八方發出光線，影響其范圍(Range)內的所有對象，類似燈泡的照明效果。

點光源的陰影是較耗費圖像處理器資源的光源類型。點光源可以想象是在3D空間里一個對著所有方向發射光線的點，很適合用來制作像是燈泡、武器發光或是從物體發射出來的爆炸效果。點光源的亮度從中心最強一直到范圍屬性(Range)設定的距離遞減到0為止，光的強度從光源到距離成反比，這是所謂的”平方反比 定律”，類似光在現實世界的行為。

點光源從它的位置對四面八方射出光線，球形的小圖示代表光的”范圍”，光線到達此范圍是會”衰減”到0，但如果有間接光源或反射光則會繼續投射。 點光源開啟陰影運算是很耗效能的，因此必須謹慎使用，點光源的陰影為了要給六個不同的世界方向會運算六次，在比較差的硬件開啟此功能會造成較大的效能負擔。

(3)Spotlight

聚光燈。這種燈光從一點發出，在一個方向按照—個錐形的范圍照射，該錐形是由聚光燈角度 (Spot Angle) 和范圍 (Range) 界定的。

聚光燈是較耗費圖形處理器資源的光源類型。聚光燈投射一個錐體在他的Z軸前方，這個錐體的寬度由投射角度(Spot Angle)屬性控制著，光線會從源頭到設定的范圍慢慢衰減到0，同時越靠近錐體邊緣也會衰減，把投射角度的 值加大會讓錐體寬度加大，同時也讓邊緣淡化的力度變大，這現象學名叫做”半影”。

聚光燈有許多用途，他們可以用來模擬路燈, 壁燈,或許多創意用法，例如模擬手電筒，因為投射區域能精確的控制，因此很適合用來模擬打在角色身上的光或是模擬舞臺燈光效果等等。

(4)Area Light

區域光/面光源。該類型的光源無法應用于實時光照，僅適用于光照貼圖烘焙 (lightmap baking))， 這種光能從各方向照射一個平面的矩形截面的一側。

區域光可以當作是攝影用的柔光燈，在Unity里面他們被定義為單面往Z軸發射光線的矩形，目前只能和烘焙GI一起使用，區域光會均勻的照亮作用區域，雖然區域光沒有范圍屬性 可以調整，但是光的強度也是會隨著距離光源越遠而遞減。

區域光照亮表面并在區間產生漫反射與柔和的陰影,區域光用在建立柔和的照明效果非常有用，光線在任何方向穿過光的表面時會產生不同方向的折射 - 造成在對象上產生漫反射，常見的用途是拿來當作天花板壁燈或是背光燈，為了實現這功能，我們必須從每個光照貼圖像素上發射一定數量的光線，背對著區域光以確定光有能見度，這代表區域光的計算是消耗很大的，而且會延長烘焙的時間，但如果運用得宜可以增加場景光的深度，那么消耗就很值得，值得注意的是區域光只能用在烘焙，因此不影響游戲效能。