Forward渲染路径学习笔记

1. 渲染细节：
   • 根据影响物体的光源不同，正向渲染用单个或者多个通道来渲染物体；
   • 在正向渲染中光源本身也会根据他们的设置和强度受到不同的对待。
2. 实现细节：
   • 在正向渲染中，影响物体最亮的几个光源使用逐像素光照模式（per-pixel lit mode）。
   • 接下来，最多有4个点光源会以逐顶点渲染方式被计算。
   • 其他光源将以球面跳河的方式进行计算。
   • 判断一个光源是否为逐像素光源的依据：
     • 渲染模式被设置为不重要的光源不用逐像素光照模式计算。
     • 最亮的方向光源为per-pixel。Brightestdirectional light is always per-pixel.
     • 如果根据以上规则的到的像素光源数量小于Quality Setting中的Pixel Light Count，为了减少亮度，将会有更多的光源以逐像素的方式进行渲染。If the above results in less lights than current Pixel Light Count Quality Setting, then more lights are rendered per-pixel, in order of decreasing brightness.
3.  渲染通道：ForwardBase和ForwardAdd是专门为在Forward渲染路径下渲染物体而设计的两种Pass。其中ForwardBase会优先于ForwardAdd渲染。
4. 通道细节：       
   
   • ForwardBase：Base Pass applies one per-pixel directional light and all per-vertex/SH lights。ForwardBase通道渲染一个逐像素方向光和所有的顶点/球面调和光。此通道还负责渲染着色器中的光照贴图，环境光和自发光。在此通道中渲染的方向光可以产生阴影。
     
   • ForwardAdd：Other per-pixel lights are rendered in additional passes, one pass for each light。其他的像素广在附加通道中进行渲染，每个光源都需要一个通道。在这些通道中渲染的光源无法产生阴影。
     
   • 以上可知：前向渲染支持一个能产生阴影的方向光。so in result, Forward Rendering supports one directional light with shadows
5. 下面是官方给出的对光源不同处理

假设光源A到H都有相同的颜色和强度，且它们的渲染模式都为自动的(Auto)，那么它们严格的按照其名字排序。最亮的光源以逐像素光照模式的方式进行渲染（A到D），然后最多有4个光源以逐顶点光照模式进行渲染（D到G），其他光源以球面调和的方式进行渲染（G到H）

可知：由第四点通道细节，在ForwardBase中只渲染一个逐像素方向光A和所有球面调和光。即 A E F G H;其他光源在ForwardAdd中渲染。

官方强调球面调和光很快很高效。

自己的理解

ForwardAdd没必要和ForwardPass一起使用。毕竟不同的通道做了不同的事情。如果在场景中有多个光源的情况ForwardAdd也可以单独生效。比如下面的shader在场景中有多个光源的情况下可以输出鲜亮的大红。

Shader "Tut/Lighting/Forward/Lab_0/FwdAddX" {SubShader {pass{Tags{ "LightMode"="ForwardAdd"}CGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag//#pragma multi_compile_fwdadd#include "UnityCG.cginc"#include "Lighting.cginc"struct vertOut{float4 pos:SV_POSITION;float4 color:COLOR;};vertOut vert(appdata_base v){vertOut o;o.pos=mul(UNITY_MATRIX_MVP,v.vertex);o.color=float4(1,0,0,1);return o;}float4 frag(vertOut i):COLOR{return i.color;}ENDCG}//end pass}}

重要光源在ForwardAdd内的执行：

1. 在ForwardBase内只有场景中存在RenderMode为Important的pixel平行光时，_WorldSpaceLightPos0和_LightColor0的组合会生效。如果光源为点光源_WorldSpaceLightPos0是生效的_LightColor0不生效。