93.性能优化-GPU-着色器优化-降低填充率压力-光照探针
93.1 知识点
光照探针的作用
上节课学习的光照烘焙主要为静态物体服务——静态物体的光照信息直接烘焙进光照贴图中。而动态物体会不停移动，受光结果无法直接烘焙进贴图，因此烘焙光照无法作用于动态物体。
光照探针（Light Probe） 就是用来解决这个问题的：让动态物体在场景中通过插值获得周围环境的间接光信息。
间接光照（Indirect Lighting）： 光线在场景中经过一次或多次反射后，再照射到物体表面的光照。例如：灯直接照在桌面上是直接光照；桌面反射的光照亮墙壁、天花板是间接光照；墙壁又反射出微弱的光照亮房间阴暗处是多次间接光照。
光照探针的原理
1. 烘焙阶段： 在场景中放置多个光照探针点，Unity 对每个探针点计算来自周围的光照方向和强度分布。这些数据不是用贴图存储，而是存储为球谐函数（Spherical Harmonics, SH） 系数。
球谐函数是一族由通用公式生成的函数，在图形学中用于把球面方向上的光照分布用有限个系数近似表示。利用球谐函数，可根据表面法线方向计算出该方向上的环境光照颜色。
2. 运行阶段： 对每个动态物体，Unity 找到它附近的光照探针，根据物体位置对这些探针数据进行三维插值，将结果应用到物体上，模拟出真实的光照环境。
总结： 在场景中预先采样并用球谐函数记录各点的环境光分布，运行时通过插值让动态物体获得逼真的间接光照。
优点：
- 几乎零运行时成本（插值 + Shader 乘法）。
- 光照平滑过渡。
- 能与烘焙光照无缝结合。
缺点：
- 无法产生阴影（只是光照颜色变化）。
- 光照数据是静态的（烘焙时固定）。
- 探针过少时容易出现亮度跳变。
光照探针的使用
主要步骤
- 在场景中创建 Light Probe Group（光照探针组），场景上会出现黄色小球（探针点）。
- 在 Scene 窗口中编辑探针点的位置。
- 编辑好后，在 Lighting 窗口中重新烘焙。
- 动态物体的 Renderer 组件上将光照探针设置为 Blend Probes（混合探针）。
- 验证测试效果。
布局思想： 让探针足够密集地分布在光照变化明显的区域，确保动态物体移动时获得平滑准确的插值结果。要满足三点：覆盖动态物体活动区域；在光照变化剧烈处密集；保持空间分布均匀、连续、不过度重叠。
创建 Light Probe Group
右键 → Light → Light Probe Group。
创建后，场景中会出现一组黄色小球，每个小球就是一个探针点。
编辑探针点位置
选中 Light Probe Group，点击左侧编辑按钮进入编辑模式，可以通过 Add Probe、Delete Selected、Duplicate Selected 来增删探针，拖动到合理位置。
编辑到合理位置后的俯视效果：
重新烘焙
编辑好探针后，需要在 Lighting 窗口中重新点击 Generate Lighting 烘焙。
设置动态物体
添加动态球体，注意在 Renderer 组件的 Probes 区域将 Light Probes 设置为 Blend Probes（混合探针）。
移动球体可以看到它已经受到烘焙光的影响了：
探针不足的问题
如果球体离红黄光已经很远，仍然能看到红黄色，说明探针分布不够密。图中下方的白色点位表示当前使用了哪些探针进行混合——由于远处缺少探针，球体仍然在用红黄光附近的探针插值，导致颜色不正确。
增加探针并重新烘焙
在远处区域增加更多探针，重新烘焙后效果正确——离得远就不再受红黄烘焙光影响了。
清除烘焙数据
如果想清除已烘焙的探针数据，可以通过 Edit → Lighting → Clear Baked Data。
光照探针只烘焙间接光
光照探针只会烘焙间接光。如果一个动态物体希望受到某个光源的直接光影响，需要将该光源设置为 Mixed 或 Realtime。这样对动态物体来说：直接光照通过实时计算表现，间接光照通过光照探针获取——探针优化的是间接光照的表现和计算。
对于动态物体：
- 想要受光源直接光 → 光源设为 Mixed 或 Realtime。
- 想要受间接光 → 启用 Light Probe。
光照探针是间接光照的优化方案，让动态物体无需实时全局光照计算即可获得逼真的环境光效果。好的间接光表现需要合理的 Light Probe 布局，大场景中探针点通常会非常多。
93.2 知识点代码
Lesson93_性能优化_GPU_着色器优化_降低填充率压力_光照探针.cs
public class Lesson93_性能优化_GPU_着色器优化_降低填充率压力_光照探针
{
#region 知识点一 光照探针的作用
// 光照烘焙为静态物体服务，动态物体无法直接使用烘焙光照。
// Light Probe 让动态物体通过插值获得周围的间接光照信息。
#endregion
#region 知识点二 光照探针的原理
// 烘焙阶段：在探针点用球谐函数（SH）记录光照分布。
// 运行阶段：对动态物体附近的探针数据三维插值，应用到物体上。
// 优点：几乎零运行时成本、平滑过渡、与烘焙光照无缝结合。
// 缺点：无法产生阴影、数据静态、探针过少会亮度跳变。
#endregion
#region 知识点三 光照探针的使用
// 1. 创建 Light Probe Group，编辑探针位置。
// 2. 重新烘焙（Generate Lighting）。
// 3. 动态物体 Renderer → Light Probes 设为 Blend Probes。
// 4. 探针布局：覆盖活动区域、变化剧烈处密集、分布均匀连续。
// 注意：Light Probe 只烘焙间接光，直接光需光源为 Mixed 或 Realtime。
#endregion
}
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