:Unity3D游戏关卡设计实训邱雅慧

使用Unity 5.x引擎来制作游戏关卡以及虚拟现实的美术场景。全书以“废弃仓库”密室逃生类游戏项目为主线，把项目知识点结合Unity软件知识点分解到12章里，将全面的理论知识与实例项目相结合，让学生由浅入深地学习制作游戏关卡的每个环节，通过项目的逐渐积累，学生终完成整个“废弃仓库”游戏项目。后还设计了一个综合项目实训——“艺创空间”虚拟漫游项目（数字艺术系学生作品的展销平台），要求学习者在学完所有章节知识后独立完成，以检验学习效果及灵活运用知识的能力。

本书以密室逃生游戏项目为主线，由浅入深讲解Unity软件知识，以原创案例为基础，理论和实践相结合，配套资源丰富，是创新类数字媒体教程。

第5章第5章光源概述

光源是游戏场景重要的组成部分之一。三维模型和材质贴图决定了场景的形状和质感，光源则决定了游戏场景中环境的明暗、色彩和氛围。本章主要讲解游戏关卡中光源的种类、属性及不同光源及其阴影的参数设置等理论知识，结合“室外场景灯光实训”拓展实践训练，后完成“废弃仓库”游戏关卡场景中的灯光设置。

重点与难点

重点： 光源的种类。

难点： 光源的属性设置。

5.1光源概述

在游戏场景中，网格模型和材质贴图决定了场景的形状和质感，光源则决定了场景环境的明暗、色彩和游戏氛围。每个游戏场景可以使用一个或多个光源，使游戏的视觉效果更加完美。

创建光源的方式同创建其他游戏对象相似，单击菜单栏中的GameObject→Light选项，进而选择要创建的光源，或者在Hierarchy（层级）视图菜单中单击Create按钮，选择要创建的光源，如图51所示。

图51创建光源

5.2光源类型

Unity提供了4种类型的光源，几乎能够模拟现实中的所有光源。

1. Directional Light： 方向光源

方向光可以被放置在任何位置，它可以影响场景里所有的物体，类似于自然界中太阳的照明效果，因此又称太阳光。方向光源是不耗费图形处理器资源的光源类型，如图52所示。

2. Point Light： 点光源

灯光从一个点向四周发出的光线，影响其设置半径范围内的所有物体，类似灯泡的效果。点光源的阴影是较耗费资源的光源类型，如图53所示。

3. Spotlight： 聚光灯

灯光从一点发出，从一个方向照射出一个锥形灯光，处于锥形区域内的物体会受到光照，类似射灯的效果。聚光灯也是较耗费处理器资源的光源类型，不宜多用，如图54所示。

4. Area Light： 面光源

该类型光源无法应用于实时光照，仅适用于光照贴图烘焙，如图55所示。

图52方向光源

图53点光源

图54聚光源

图55面光源

5.3光源属性

所有类型光源的基本属性参数如图56所示。

图56光源的属性

1. Type

此处可以更改光源的类型。

2. Range

该项控制光线从光源对象的中心发射的半径距离，只有点光和聚光灯有此参数。

3. Spot Angle

用于控制光源的锥形角度。

4. Color

用于调节光源的颜色。

5. Intensity

用于控制光源的强度，聚光灯及点光的默认值是1，方向光默认值是0.5。

6. Cookie

用于为光源指定有alpha通道的遮罩，使光线在不同的地方有不同的亮度。如果光源是聚光灯或方向光，可以指定一个2D纹理。如果光源是一个点光源，必须指定一个Cubemap（立方体纹理）。图57阴影类型

7. Cookie Size

用于控制缩放Cookie投影。

8. Shadow Type

为光源选择阴影类型，可以选择No Shadows（关闭阴影）、Hard Shadows（硬阴影）、Soft Shadows（软阴影），如图57所示。软阴影会消耗更多的系统资源。阴影开启后的效果如图58所示。

图58阴影效果

5.4阴影属性〖*2〗1. Strength该项控制光源所产生的阴影的强度，取值范围是0～1，0表示阴影完全消失，1表示阴影呈黑色。

2. Resolution

该项控制阴影分辨率的质量，有5个选项，由上至下代表： 使用质量设置、低质量、中等质量、高质量、更高质量，如图59所示。图59分辨率的质量

3. Bias

该项设置灯光的位置与阴影的值的偏移量。取值范围是0～0.5。当值过小时，物体的表面会有来自于自身阴影的错误显示；当值过大时，阴影就会离游戏对象过远。

4. Softness

该项控制阴影模糊采样区的偏移量。

5. Softness Fade

该项控制阴影根据与摄像机的距离进行淡出的程度。

6. Draw Halo

勾选该项，开启光晕效果。

7. Flare

该项可以为光源指定耀斑的效果。

8. Render Mode

光源的渲染模式有三种，如图510所示。

（1) Auto： 自动。根据光源的亮度及运行时质量的设置，确定光源渲染模式。

（2) Important： 重要。光源逐像素进行渲染。

（3) Not Important： 不重要。光源总是以快的速度进行渲染。

9. Culling Mask

选中层所关联的游戏对象将受到光源照射的影响。

10. Lightmapping

用于控制光源对光照贴图的影响，如图511所示。

图510渲染模式

图511光照贴图

(1) RealtimeOnly： 仅实时灯光计算，不参与光照贴图的烘焙计算。

(2) Auto： 自动。

(3) BakedOnly： 仅作光照贴图的烘焙，不进行实时灯光计算。

11. Width

该项设置面光源影响区域的宽度。

12. Height

该项设置面光源影响区域的高度。

5.5项目拓展

前面讲了光源的种类、属性参数等理论知识，下面做一个光源的项目拓展训练。

（1） 启动Unity应用程序，打开官网配套素材中的/Unityclass/part5/05灯光训练项目工程，打开test_light场景。场景中已经创建了地形、植被、配景等游戏对象，如图512所示。

图512test_light场景

（2） 依次打开菜单栏中的GameObject→Light→Directional Light选项，为场景添加一个模拟的太阳光，手动创建一个光源后，Unity会自动开启灯光按钮以启用光源照明效果，此时场景便明亮了许多，如图513所示。

图513添加太阳光后效果

(3) 创建方向光一般用于模拟日光的照明效果，本例想表现午后的阳光效果，所以需要将光源设置为偏暖的色调，在Inspector视图中单击光源对象的Light组件中Color项右侧的色条，进而在弹出的Color对话框中调节光源的颜色，如图514所示。这样，午后场景的色调就初步调节完毕了。

图514午后的阳光效果

(4) 当前场景看起来亮度有些偏暗，调节Intensity（强度）到合适的数值，本例中将该参数设为0.6。

(5) 调节完光源的颜色以及强度之后，整个场景的效果有了一定的提升，但还不是很完美，因为在真实的世界中，光线照射在物体上会有投影。接下来，需要为光源设置投影。单击Shadow Type项右侧按钮，在弹出的下拉列表框中选择Hard Shadows（硬阴影），如图515所示。到此，场景主光源便设置完毕。

图515设置投影

（6） 在真实的环境中，物体除了接受阳光的照射影响以外，还会受到大气漫反射光的影响，在蓝色天空情况下，大气漫反射光会呈现出偏蓝的颜色。因此需要为场景添加辅助光源，依次打开菜单栏中的GameObject→Light→Point Light选项，为场景添加一个点光源，并根据场景的情况适当调整点光源的位置、强度、范围、颜色等参数，如图516所示。

图516添加环境辅助灯光

(7) 通过对比添加辅助光源前后的效果，可以发现辅助灯光对场景氛围的影响，根据效果仔细调整，增加冷暖对比。完成的灯光效果如图517所示。

图517终灯光效果

5.6项目实践

第4章的项目实践完成了基本游戏场景的拼接，本章项目是根据图518给“废弃仓库”游戏场景设置灯光（项目制作步骤可参考附录A）。

（1） 删除场景自带的Directional Light，创建Point Light，移动到房间内适当的位置，按照图518的灯光参数和效果设置好个房间的灯光。

图518房间1灯光设置图

（2） 创建第二个房间的Point Light，或者复制个房间的灯光，快捷键是Ctrl+D，修改灯光设置，按照图519的灯光参数和效果设置好第二个房间的灯光。

图519房间2灯光设置图

（3） 创建第三个房间的Point Light，修改灯光设置，按照图520的灯光参数和效果设置好第三个房间的灯光。

图520房间3灯光设置图

（4） 第四个房间的Point Light，修改灯光设置，按照图521的灯光参数和效果设置好第四个房间的灯光。

图521房间4灯光设置图

（5） 创建走廊的灯光，光源整体效果如图522所示。

图522场景灯光参考图

课后习题〖*2〗一、 填空题1. Unity提供了4种类型的光源，分别是（）、（）、（）、（）。

2. 三维模型和材质纹理决定了场景的（）和（），光源则决定了场景环境的（）、（）和（）。

3. 阴影的类型有（）、（）、（）三种。

4. 如果场景亮度有些偏暗，需要调节（）参数到合适的数值。

5. 灯光渲染路径有（）、（）、（）三种类型。

二、 综合题

1. 室外环境通常用哪些灯光模拟？怎样设计灯光？

2. 室内环境通常用哪些灯光模拟？怎样设计灯光？