Unity最佳实践-场景照明

英文原文：https://unity3d.com/cn/learn/tutorials/topics/best-practices/auto-generate-and-generate-lighting

自动生成光照数据和手动生成光照数据

自动生成光照数据（Auto Generate）

新建Scene是默认开启了自动生成光照，可以在 Window-Lighting-Settings 页面的最下方取消对自动生成光照的勾选。
当Scene启用了自动生成光照并且使用了 Baked Global Illumination (GI) 或者 Precomputed Realtime GI 时，编辑Scene中与光照数据相关的对象后Unity就会在后台重新烘培光照数据。
仅当在Scene单独工作并且快速迭代测试该Scene的光照时开启自动生成光照数据，其他情况下都应该关闭自动生成并且手动生成光照数据。

生成光照（Generate Lighting）

当关闭了自动生成光照数据后，可以通过点击 Generate Lighting 按钮生成光照数据。该按钮在 Window-Lighting-Settings 页面的最下方。

光照数据资源（Light Data Asset）

点击 Generate Lighting 按钮后，Unity会在项目的与Scene同名的文件夹中创建 LightData 文件，该文件包含了Scene的GI数据。
当使用自动生成光照数据时，Unity不会在项目中创建LightingData文件，而是把光照数据存放在内存中。

在Play模式中测试开启了自动生成光照数据的Scene

在Play模式测试Scene时，如果磁盘上缺少LightingData将会导致问题。简单地说，仅当满足下列条件之一时，开启了自动生成光照数据的Scene才能正确的显示全部的GI数据：

条件一：

• 一个单独的Scene在Edit模式中进行单Scene编辑。
• 在Edit模式中编辑后直接进入到Play模式中进行测试。

条件二：

• 一个Scene集合在Edit模式中进行多Scene编辑。
• 在Edit模式中编辑后直接进入到Play模式中进行测试。

在其他的所有情形下，开启了自动生成光照数据的Scene都会在Play模式中出现明显的错误。直接光照和实时光照（例如天空盒和环境光源数据）会正常运作，但GI效果则会丢失。

关于“直接进入到Play模式”：原文中使用了immediately一词。当在一个Scene中点击Play按钮进入Play模式时，这个Scene是直接进入到Play模式的；当一个Scene是通过脚本中的LoadScene或LoadLevel方法加载时，它不是直接进入到Play模式的。下同。
关于“单Scene”和“多Scen”：参见下文的 多Scene编辑。

在Play模式中自动生成的光照数据所含有的问题

在Play模式中卸载Scene

当开启了自动生成光照数据的单个Scene或Scene集合在Play模式进行如上所述的测试时，卸载Scene时这些Scene的GI数据会丢失。
这是因为，当启用自动生成光照数据的Scene进入Play模式时，Unity会直接将GI数据附加到该Scene中的GameObject上。当Unity卸载Scene时，GI数据会随着其中的GameObject一起被销毁。而磁盘中又没有可以供Unity重新加载的GI数据，在不返回到Edit模式的情况下，Unity没办法恢复GI数据。
这意味着，在同一个Play模式会话中重复加载Scene或Scene集合时，他们的GI数据会丢失。

在Play模式中增量加载Scene

// 增量加载Scene的两种方式
Application.LoadLevelAdditive(string name);
SceneManager.LoadScene(string sceneName, LoadSceneMode.Additive);

当在Eidt模式中打开Scene并且开启自动生成光照数据时，Unity会从GI缓存（若可用）中为该Scene加载GI数据或者为该Scene生成新的GI数据。该GI数据与该Scene所需要的其他光照数据一同存放在内存中，并且在Scene进入Play模式时被正确的加载。
当带有自动生成的光照数据的Scene在Play模式中通过脚本代码被加载时，它的GI数据不会在内存中常驻。如果使用非增量的形式加载Scene，那很明显将会出现错误。如果使用增量方式加载Scene，光照效果可能会变得比较微妙并且错误不会像前者那么明显。

多Scene编辑

当打开一个Scene后，将其他Scene从Project窗口拖到Hierarchy中，便可进入到多Scene编辑模式，同时编辑多个Scene。

当打开多个Scene进行编辑并且开启自动生成光照数据时，Unity会将这个特殊的组合Scene的光照数据存储在内存中。
只要直接进入Play模式来测试这一特定的组合Scene，它们的光照迭代都会非常快速。当打开这些Scene后进入Play模式时，Unity不需要从磁盘加载任何状态数据，因为场景中的对象早已附加了GI数据。
但是，若要在Play模式中测试其他的组合Scene或者以其他方式加载上述的组合Scene（例如，先加载Scene A，然后增量加载Scene B和Scene C），将会产生问题。所有自动生成光照数据的Scene在不直接进入Play模式的情况下都没法拥有GI数据。

光照设置

Lighting 窗口（菜单：Window-Lighting-Settings）包含了用于控制光照形式的多个选项。
Lighting窗口的 Scene 标签页用于设置指定Scene的光照选项而不是用于整个项目的光照设置，这些选项被称为Scene光照设置。当同时打开多个具有不同的光照设置的Scene时，将会出现意料之外的光照结果。这种情况可能在使用Edit模式进行多Scene编辑时发生，也可能在Edit模式、Play模式或者编译好的工程中进行增量加载时发生。
当同时处理多个Scene的光照设置时，Unity能够正确的将一些设置组合，但对于其他的设置内容，必须要将其完全重写或者合并。理解哪些光照设置不会受到影响、哪些光照设置会被重写以及哪些光照设置会被合并是处理多Scene光照的关键。

全局设置项（Global Settings） 是加载多个Scene时一定不会被重写或合并的设置项。
依赖Scene的设置项（Scene-dependent Settings） 是加载多个Scene时不受影响的设置项。

全局光照设置

当打开多个Scene并且这些Scene的光照设置与全局设置冲突时，这些Scene的设置会被Unity合并或者重写。这会导致意料之外的光照结果，应该避免这种情况的发生。因此，需要通过增量加载同时使用的Scene应该使用相同的全局设置。

在使用多Scene编辑或增量加载时要仔细考虑下列设置项：

• Environment标签中的所有设置项
• Realtime Global Illumination
• Mixed Lighting
• Lighting Mode
• Directional Mode
• Indirect intensity
• Albedo Boost
• Other Settings标签中的所有设置项
• Auto Generation

当打开多个Scene时，第一个加载的Scene 的全局设置将会成为默认的全局设置。该全局设置是之后进行增量加载的所有Scene的基础设置，这些Scene的数据必须按照全局设置进行合并或者增添。这种情形会持续存在，直到其他Scene被设置为活动（active）状态（通过非增量地加载其他Scene或者调用SceneManager.SetActiveScene()方法）。这时，活动Scene的全局设置成为新的默认设置。
例如，Scene A使用了白天天空盒，Scene B使用了夜晚天空盒。如果先加载A然后增量加载B，这两个Scene都会使用白天天空盒。
Unity中任何增量加载的新Scene的GI数据都会合并到已有场景的GI数据中。
涉及到Realtime Global Illumination时的情况极其复杂。基于上面的示例，假设Scene A（使用白天天空盒）和Scene B（使用夜晚天空盒）都使用了Realtime GI。如果先加载A然后增量加载B，B可以正确的合并新的环境光并且使用白天天空。然而，如果A关闭了Realtime GI，增量加载B的结果就会是，在晴朗的白天天空下，B中的物体却显示出夜晚的光照效果（？）。

？：存疑！英文原文是“However, if Scene A has Realtime GI disabled, the additive result is a sunny environment with Scene B still showing baked night-sky results.”。

Realtime Global Illumination属于全局设置。如果在某个Scene中关闭了Realtime GI，基于该Scene进行增量加载的其他启用了Realtime GI的Scene在生成其光照时只会使用已烘培的数据（如果可用）。类似的，当活动Scene的Directional Mode没有启用时，增量加载的Scene的Directional Mode效果也会消失。Directional Mode需要额外的贴图并且在活动Scene没有启用Directional Mode时不会生效。

依赖Scene的光照设置

特定的光照设置可以进行适当的组合。下面的设置项属于依赖Scene的设置项，并且在成功烘培后不受其他Scene的影响：

• Progressive Lightmapper中的所有设置项
• Lightmap Resolution
• Lightmap Padding
• Lightmap Size
• Compress Lightmap
• Ambient Occlusion
• Final Gather

例如，Unity可以将一个Lightmap大小为1024的Scene和一个Lightmap大小为512的Scene安全的进行组合。因为烘培后的Lightmap是给Unity运行时使用的，它不再与Scene相关。若要使用不同分辨率的Lightmap，可以参考Lightmap Switching Tool。

请注意，如果Editor中打开了多个Scene，光照设置的Inspector只会显示“主要”Scene的设置项：例如，第一个被加载的Scene，或者后续加载的Scene中任意一个被设置为活动的Scene。

多Scene编辑

当使用多Scene编辑时，请确保每个Scene的光照设置与组合光照设置相匹配。
即使在Editor中加载了多个Scene，Unity也只会在项目中保存一份单独的LightingData资源，当加载多个Scene时，这个LightingData中包含了每个Scene的LightingData数据。在Project窗口中可以将这个组合的LightingData文件展开，来查看每个Scene所引用的LightingData。
在进行多Scene编辑时，Editor中会显示一个统一的光照设置数据，这可能会带来一些潜在的误解。每个Scene都会保存它自己的光照设置数据，但Editor只会显示所有Scene合并后的设置数据。在Editor或Play模式中单独加载每个Scene都可能显示出不同的设置数据。在Play模式或Edit模式中更改Scene加载顺序或者将其他Scene设置为活动状态都可能导致画面的整体视觉效果突然改变。

注意：光照设置中也包含了自动生成光照数据的设置。点击 Generate Lighting 按钮来触发多Scene的光照烘培。仅当这个Scene作为实际的驱动时Unity才会加载这个烘培结果（？）。如果一个通过增量方式加载的Scene启用了自动生成光照，这将会影响到GI，在Play模式中单独加载这个Scene或者将其设置为活动Scene将会导致GI效果消失。

？：存疑！英文原文是“Unity loads the result of this bake only if the Scene is the actual driver.”。

在开始构建项目时，遵从下列建议有助于正确的使用多Scene和实现过渡平滑的光照效果：

• 只在Scene不与其他Scene同时使用时才启用 Auto Generate。
• 不要弄混开启了 Auto Generate 的Scene和没有开启 Auto Generate 的Scene。
• 无论是使用多Scene编辑还是使用增量加载Scene，确保所用会一起使用的Scene使用了相同的光照设置，并且要遵守全局设置。