伪造全局光照

为什么要伪造全局光照？

Godot 提供了多种全局照明 (GI) 技术，各有其优点和缺点。 尽管如此，仍然可以避免使用任何 GI 技术并使用手工制作的方法。 使用“手工”方法进行全局照明而不是 VoxelGI、SDFGI 或烘焙光照贴图，有几个原因：

  • 你需要具有良好的渲染性能，但无法承受潜在的繁琐的光照贴图烘焙过程。

  • 你需要一种完全实时 且 可在程序生成的关卡中工作的 GI 方法。

  • 你需要一种完全实时的 GI 方法 并且 不会出现明显的漏光问题。

下面描述的方法仅涵盖间接漫反射照明，而不涵盖镜面反射照明。 对于镜面反射照明，请考虑使用 ReflectionProbes，它通常足够便宜，且可以与这种假 GI 方法结合使用。

参见

不确定用灯光伪造全局照明是否适合你的需求？ 请参阅 我应该使用哪种全局光照技术？ 以了解 Godot 4 中可用的 GI 技术的比较。

伪造 DirectionalLight3D 的全局光照

虽然天空会提供自己的定向照明，但场景的主要 DirectionalLight3D 节点通常会发出大量的光。 当使用 GI 技术时，这种光会在固体表面上反射，并会在大多数户外阴影表面上反射回来。

我们可以通过添加第二个 DirectionalLight3D 节点来伪造这一点，并进行以下更改：

  • 将灯光旋转 180 度。 这使得它能够表现由主 DirectionalLight3D 节点反射的光照。

  • 将 阴影（Shadows） 设置为 关闭 。这减少了辅助光源的性能负担，同时也允许阴影区域接收 一些 光照（这正是我们想要的）。

  • 将 能量（Energy） 设置为原始值的 10-40% 。没有 “完美的” 值，所以请根据光线和你特有的材质颜色，尝试各种能量值。

  • 将 镜面反射（Specular） 设置为 0.0 。间接光照不应发出可见的镜面反射波瓣，因此我们需要完全禁用辅助光的镜面反射光照。

备注

这种方法最适合大多数户外场景。 当进入室内时，辅助 DirectionalLight3D 的灯光仍然可见，因为该灯光禁用了阴影。

这可以通过在进入室内区域时，平滑地减少辅助 DirectionalLight3D 的能量（并在离开室内区域时执行相反的操作）来解决。 例如，可以使用 Area3D 节点和 AnimationPlayer 来实现。

伪造位置灯光的全局光照

对于位置光源（OmniLight3D 和 SpotLight3D），可以采用与 DirectionalLight3D 相同的方法。 然而，这将需要更多的手动处理，因为该方法需要对场景中的每个位置光照节点重复此操作，才能让效果看起来不错。

在理想情况下，应在大量光线照射到足够明亮表面的每个位置，都添加额外的 OmniLight3D。 然而，由于时间限制，这个设想并不总是容易实现（特别是在执行程序关卡生成时）。

如果你赶时间，可以将辅助 OmniLight3D 节点放置在与主 OmniLight3D 节点相同的位置。 你可以将此节点添加为主 OmniLight3D 节点的子节点，以便轻松同时移动和隐藏这两个节点。

在辅助 OmniLight3D 节点上执行以下修改：

  • 将灯光的 范围 提高25-50%。这使辅助光能够照亮原先的光线所未照亮的区域。

  • 将 阴影（Shadows） 设置为 关闭 。这减少了辅助光源的性能负担，同时也允许阴影区域接收 一些 光照（这正是我们想要的）。

  • 将 能量 设置为原先值的 10-40%。不存在“完美”值，因此请根据光线及其周围环境尝试各种能量值。

  • 将 镜面反射 设置为0。间接照明不应发出可见的镜面光波瓣（lobe），因此我们需要完全禁用辅助光的镜面照明。

对于 SpotLight3D，可以使用相同的技巧。 在这种情况下，辅助 OmniLight3D 的放置方式应能够反射 大多数 光线将被反射的位置。 这通常是靠近 SpotLight3D 的主要影响位置。

在下面的示例中，SpotLight3D 节点用于照亮房间的地板。 然而，由于没有间接照明，房间的其余部分仍然完全黑暗。 在现实生活中，房间的墙壁和天花板会被周围反射的光照亮。 使用位于 SpotLight3D 的原点和地板之间的 OmniLight3D 节点可以模拟此效果：

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