Unity中URP下额外灯的距离衰减

前言

在上一篇文章中，我们分析了额外灯的方向怎么计算。

• Unity中URP下计算额外灯的方向

在这篇文章中，我们来分析一下额外灯的距离衰减。

一、额外灯的距离衰减

• 在上一篇文章中，完成了额外灯方向计算后，来到了计算额外光的衰减部分
• 衰减包括：距离衰减 和 角度衰减
• 我们这篇文章主要分析 距离衰减

DistanceAttenuation(distanceSqr, distanceAndSpotAttenuation.xy)

二、DistanceAttenuation函数的传入参数

• 调用

DistanceAttenuation1(distanceSqr, distanceAndSpotAttenuation.xy)

1、distanceSqr

• 这个计算光线向量后的点积结果

// Directional lights store direction in lightPosition.xyz and have .w set to 0.0.
// This way the following code will work for both directional and punctual lights.
float3 lightVector = lightPositionWS.xyz - positionWS * lightPositionWS.w;
float distanceSqr = max(dot(lightVector, lightVector), HALF_MIN);

2、distanceAndSpotAttenuation

• 该参数是通过内置变量获取的
  
• 该参数是通过C#脚本提前计算好的
  

3、_AdditionalLightsAttenuation

• 我们来看一下C#是怎么计算得出该参数的

• 衰减默认值（平行光）
  

• k_DefaultLightAttenuation，默认值为（0,0,0,1）
  

• 非平行光下，会对衰减值进行修改
  

• 该函数对衰减值，做出了修改。使衰减值在灯光限制处刚好为0
  

4、GetPunctualLightDistanceAttenuation函数

该函数为以下参数做出准备：

• Unity使灯光限制处为0的公式：
• $smoothFactor=\frac{lightRangeSqr-distanceToLightSqr}{lightRangeSqr-fadeStartDistanceSqr}$

我们来看一下该公式实现了什么

• $lightRangeSqr=lightRange\ast lightRange$
• $fadeStartDistanceSqr=0.8f\ast 0.8f\ast lightRangeSqr;$(0.8指的是80%开始衰减)
• $distanceToLightSqr：灯光的衰减距离的平方$
  

三、DistanceAttenuation函数的程序体

• $smoothFactor=\frac{lightRangeSqr-distanceToLightSqr}{lightRangeSqr-fadeStartDistanceSqr}$
• 可以看出经过该公式计算后，我们的灯光强度在灯光距离限制处刚好为零
  
• 这样就实现了额外灯的距离衰减效果了