4、光照系统入门：光源类型、光照设置与阴影、光照贴图基础
光照，说白了就是游戏的灵魂。没有光，再精美的模型也只是一堆灰扑扑的多边形。我刚开始做游戏那会儿，总觉得光照嘛，随便打几个灯就行了。结果项目一跑，场景要么亮得像医院手术室，要么暗得连路都看不清。嗯，后来我才明白——光照不是「照亮」，而是「塑造」。
今天咱们就来聊聊光照系统的三个核心：光源类型、阴影与光照设置、以及光照贴图。这些都是我每天在项目里打交道的东西，希望能帮你少走点弯路。
4.1 光源类型：三种基本光源
在Unity或Unreal里，光源类型其实就三种：方向光、点光源、聚光灯。每种都有它的脾气。
4.1.1 方向光（Directional Light）
方向光模拟的是太阳。它没有具体位置，只有方向。你想想看，太阳离我们那么远，光线几乎是平行的，所以方向光照射到场景里，所有物体的受光角度都一样。
特点：
- 没有衰减，距离不影响亮度
- 覆盖整个场景，适合做主光源
- 阴影计算开销相对较小
我在项目中遇到过一个问题：方向光的旋转角度稍微偏一点，整个场景的氛围就变了。比如你想做黄昏效果，把方向光压低到接近地平线，阴影会拉得很长，很有电影感。但如果你不小心把光朝上打，场景就会变得阴间——嗯，真的，我试过。
4.1.2 点光源（Point Light）
点光源像灯泡，从一个点向四面八方发光。它有位置，有范围，有衰减。
关键参数：
- Range（范围）：光能照多远
- Intensity（强度）：亮度
- Color（颜色）：光的颜色
- Falloff（衰减）：光随距离变暗的速度
我个人习惯把点光源的衰减曲线调成「平方反比」，这样更接近真实物理。但如果你追求性能，可以用线性衰减，计算量小一些。
4.1.3 聚光灯（Spot Light）
聚光灯像手电筒，光从一点发出，呈锥形照射。它有方向、有角度、有衰减。
参数：
- Spot Angle（聚光角度）：锥形的大小，通常0-180度
- Inner/Outer Angle（内外角）：内角是强光区域，外角是过渡区域
- Range（范围）：照射距离
聚光灯很适合做舞台效果、手电筒、或者建筑里的射灯。我记得有一次做恐怖游戏，主角拿着手电筒在黑暗里探索，聚光灯的锥形边缘稍微加了一点模糊，效果特别真实。玩家反馈说「手电筒的光像真的一样」。
4.2 光照设置与阴影
光照设置不只是调亮度。阴影才是让场景「立起来」的关键。
4.2.1 阴影类型
主流引擎支持三种阴影：
| 阴影类型 | 性能开销 | 质量 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| 硬阴影（Hard Shadow） | 低 | 边缘锐利 | 卡通风格、低配设备 |
| 软阴影（Soft Shadow） | 中 | 边缘模糊 | 写实风格、PC/主机 |
| 接触硬化阴影（Contact Hardening） | 高 | 近处硬、远处软 | AAA级画质 |
我个人建议：移动端用硬阴影，PC端用软阴影。接触硬化阴影虽然好看，但开销太大，除非你项目不差性能。
4.2.2 阴影设置的关键参数
- Shadow Resolution（阴影分辨率）：越高越清晰，但越耗显存。我一般用1024或2048，512太糊，4096太贵。
- Shadow Distance（阴影距离）：超过这个距离的物体不投射阴影。我习惯设成30-50米，远了你也看不清。
- Shadow Cascades（阴影级联）：把阴影分成近中远三层，近处精细远处粗糙。这个技术很实用，能大幅提升近处阴影质量。
4.3 光照贴图基础
光照贴图（Lightmap）是预烘焙的光照信息。说白了，就是把光照「画」到模型上，运行时不用实时计算。
4.3.1 什么时候用光照贴图？
- 静态物体（墙壁、地面、建筑）
- 不需要动态阴影的场景
- 移动端或低配设备
- 需要高质量间接光照
我做过一个室内场景，全是静态物体。如果用实时光照，每个点光源都要计算阴影，性能根本扛不住。后来我全部烘焙成光照贴图，帧率从30帧直接飙到60帧。嗯，这就是光照贴图的威力。
4.3.2 光照贴图的工作流程
- 标记物体为静态：在Inspector里勾选「Static」或「Lightmap Static」
- 设置光照参数：调整光源强度、颜色、阴影类型
- 调整UV：光照贴图需要第二套UV，不能和纹理UV重叠
- 烘焙：点击Bake，等待引擎计算
- 检查结果：看有没有漏光、接缝、噪点
4.3.3 光照贴图的参数
| 参数 | 作用 | 建议值 |
|---|---|---|
| Texel Size（纹素大小） | 每个像素对应多少世界单位 | 0.1-0.5（根据场景大小） |
| Max Lightmap Size | 单张贴图最大分辨率 | 1024或2048 |
| Padding（间距） | 不同物体之间的间隔 | 2-4像素 |
| Bounces（反弹次数） | 间接光照的反弹次数 | 2-3次（多了效果提升不大） |
我个人习惯把Texel Size设成0.2，这样近处细节够用，远处也不浪费。Bounces设成2次就够了，3次以上效果提升微乎其微，但烘焙时间翻倍。
4.4 总结与建议
好了，咱们来捋一捋今天的内容：
- 方向光：做太阳，调角度就行
- 点光源：做灯泡，注意数量和衰减
- 聚光灯：做手电筒，阴影开销大
- 阴影：硬阴影省性能，软阴影好看，级联是神器
- 光照贴图：静态物体的救星，性能翻倍的关键
最后说一句：光照这东西，理论再多也不如动手调。你打开引擎，放一个方向光，调调角度，看看阴影的变化。再放一个点光源，调调衰减。嗯，亲手试过，你才能真正理解。
下一章咱们聊材质系统，到时候我会讲讲怎么用材质让光照「活」起来。敬请期待。