通用渲染管线 (URP) 中的阴影

通用渲染管线 (URP) 的 光源 (Lights) 可以使一个 GameObject 投射阴影到另一个 GameObject 上。这可以突出 GameObject 的位置和尺寸，为场景增加一定的深度和真实感，否则场景可能会显得过于平面化。

URP 使用 阴影贴图 (Shadow Maps) 和 阴影级联 (Shadow Cascades)。

你可以添加 屏幕空间阴影渲染器功能 (Screen Space Shadows Renderer Feature)，使 URP 通过单一渲染纹理计算并绘制主方向光的阴影，而不是使用多个阴影级联贴图。

阴影贴图分辨率

光源的阴影贴图分辨率决定了阴影贴图的大小。分辨率越高，阴影的精度越高，URP 能够捕捉到更多投影几何体的细节，使阴影更清晰。但更高的分辨率也会增加计算成本。

URP 为每种类型的光源生成的阴影贴图数量如下：

  • 聚光灯 (Spot Light) 生成 1 张阴影贴图。
  • 点光源 (Point Light) 生成 6 张阴影贴图（即立方体贴图的 6 个面）。
  • 方向光 (Directional Light) 每个级联生成 1 张阴影贴图。可在 URP 资源 (Universal Render Pipeline Asset) 中设置方向光的级联数量。

URP 会根据场景中所需的阴影贴图数量以及阴影图集的大小，自动选择最佳的阴影分辨率。

阴影图集 (Shadow Atlases)

URP 使用统一的阴影贴图图集 (Shadow Map Atlas) 来渲染实时阴影：

  • 点光源 (Point Lights) 和 聚光灯 (Spot Lights) 共享同一个阴影贴图图集。
  • 方向光 (Directional Light) 另有单独的阴影贴图图集。

你可以在 URP 资源 (Universal Render Pipeline Asset) 中设置这些图集的大小。图集大小决定了场景中阴影的最大分辨率。例如：

  • 1024 × 1024 的图集可容纳：
    • 4 张 512 × 512 的阴影贴图。
    • 16 张 256 × 256 的阴影贴图。

使阴影图集分辨率匹配 Built-In RP 设置

在 内置渲染管线 (Built-In Render Pipeline) 中，你可以在 质量设置 (Quality Settings) 里选择阴影分辨率等级（“低 (Low)”、“中 (Medium)”、“高 (High)”、“超高 (Very High)”），Unity 会根据具体情况自动调整阴影贴图的实际分辨率。

在 URP 中，你需要直接指定 阴影图集 (Shadow Atlas) 的分辨率，这样可以精确控制应用程序分配给阴影的显存占用。

如果你想确保 URP 在项目中不会使用低于某个特定值的阴影分辨率，应考虑：

  • 场景中所需的阴影贴图数量。
  • 选择足够大的阴影图集分辨率。

例如：如果场景中有 4 个聚光灯 (Spot Lights) 和 1 个点光源 (Point Light)，并希望每张阴影贴图的分辨率至少为 256 × 256：

  • 由于 1 个点光源需要 6 张阴影贴图，而 4 个聚光灯需要 4 张阴影贴图，总计 10 张阴影贴图。
  • 512 × 512 大小的图集最多只能容纳 4 张 256 × 256 贴图，因此不够用。
  • 1024 × 1024 大小的图集可容纳 16 张 256 × 256 贴图，因此应选择此大小。

阴影偏移 (Shadow Bias)

阴影贴图本质上是从光源视角投影的纹理。URP 使用 偏移 (Bias) 来防止投射阴影的几何体自我阴影 (Self-Shadowing)。

每个光源组件的阴影偏移参数如下：

  • 深度偏移 (Depth Bias)
  • 法线偏移 (Normal Bias)
  • 近裁剪面 (Near Plane)

这些设置位于光源的 阴影 (Shadows) 部分。如果它们不可见，请将 偏移 (Bias) 选项从 “使用管线设置 (Use Pipeline Settings)” 改为 “自定义 (Custom)”。

如果阴影偏移值过高，可能会导致光线“泄漏” (Light Leaking)，即阴影与投射物之间存在可见的间隙，导致阴影形状无法准确匹配其投射物。

调整阴影以优化性能

请参考 优化性能的配置 (Configure for better performance) 了解如何调整阴影设置以提高性能。