Unity Lighting -- 改善场景的反射光照效果

Unity中反射光照是如何工作的

    先来看个案例问题，下图中，苹果的反射效果看起来是很奇怪的。

     在它的表面上反射了两种不同颜色的Spot Light光源，还反射了不属于室内环境的来自天空盒的光线，这是有问题的。在解决这个问题之前，我们需要知道在Unity中反射是如何工作的。

Unity中的反射

    在游戏或实时应用中，反射贴图（反射映射，reflection mapping）是用来模拟反射的方法，它会假设所有场景中可反射光的物体都能看到相同的环境。在诸如室外场景的简单开放空间中，这并没有什么问题。但在室内场景或更复杂的环境中则会出点问题（里面会增加许多影响反射的变量）。

    举个例子，想象有一个赛车游戏，其中部分路面通过一个隧道包裹了起来。如果玩家在隧道内的时候，车身仍然反射了天空的光线，那么会非常影响体验。

    在Unity中，我们可以使用Relection Probes来改善场景中的反射效果质量，它通过在关键点上采样环境信息，来确定此处是否会对反射产生影响。

Reflection Probes如何工作

    Reflection Probes在场景中，以一个cubemap的形式记录来自某个点的可见的环境和光照信息，我们可以将它看做是一个立方体，有六个纹理，在立方体的内表面上，这些纹理记录了场景中的特定点的反射信息。这个概念和用于生成天空盒的cubemap是类似的。

    当一个游戏物体的shader访问Reflection Probes的cubemap时， 这个物体表面的每个点能够看到这个cubemap的一小部分，这一小部分的区域是由这个表面的朝向所决定的。Shader在计算游戏物体表面的颜色时，会使用该点对应的cubemap中相关的颜色信息。

    在Unity中每个场景实际上都有一个秘密的Reflection Probe用来采样天空盒。这个Reflection Probe提供了场景中的基础反射信息，这也是前面例子中金属苹果反射了天空光线的原因所在。

    Reflection Probes周围也有一个不可见的盒子来表示其作用范围（zone of effect）的，我们可以配置这个盒子的大小。处于Reflection  Probe作用范围内的反射性物体，计算反射的cubemap是由这个Reflection Probe所提供的。当物体从一个范围移动到另一个范围时，cubemap也会相应改变。之前所提到的赛车游戏中，我们可以为隧道设置一个Reflection Probe，在隧道范围内使用这个Relection Probe所提供的信息来计算反射光照效果。

放置并配置Reflection Probe

    回到最初的那个金属苹果反光问题，我们在场景中放置一个Reflection Probe来解决这个问题:

    1. 在Hierarchy窗口（空白处右键选择Light -> Refleciton Probe）或通过主菜单栏（GameObject -> Light -> Refleciton Probe）添加一个Refleciton Probe

    2. 将Refleciton Probe放置到苹果前面，它越接近苹果的实际位置，反射信息计算就会越精确

        我们会看到，除了spotlight的反射外，放置了Refleciton Probe后，苹果会变成黑色，这是因为苹果进入了Refleciton Probe的作用范围内了（这个作用范围空间是一个立方体表示的，缩放场景可以看到这个盒子）。

     3. 在Refleciton Probe的Inspector中，确认一下Type是Baked。在Runtime Settings中，启用Box Projection属性

     Box Projection属性启用后，苹果表面的反射光计算，会和苹果在Refleciton Probe的作用区域内的位置相关。

    4. 调整一下Box Size的X,Y,Z值以及Reflection Probe的位置，让Refleciton Probe的作用区域覆盖到我们想要的区域（下图黄色框线表示盒子的大小和位置，仅为示例）

     5. 点击Reflection Probe的Inspector面板中最后的Bake按钮进行烘焙

     Reflection Prboe需要独立烘焙，除非我们启用了auto-baking（在Lighting窗口中的Auto Generate选项）。

    6. 最后，来看看烘焙后，这颗金属苹果的反光效果怎么样