MatcapShader中的动态光照及机位与反射是怎样的

Matcap Shader中的动态光照及机位与反射是怎样的，很多新手对此不是很清楚，为了帮助大家解决这个难题，下面小编将为大家详细讲解，有这方面需求的人可以来学习下，希望你能有所收获。

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前言

传统Matcap无法响应光源与相机位置变化——也就是无法使用动态的光照、机位和反射

如下图中，相机旋转，但无论从哪个方向看，模型都是受到同样光照的——不会逆光！

顺便说一句，今天我们要做的事情不需要代码哟~~

Cubemap ？

提到图片采样模拟光照，Matcap之外有种更具名气的方法，就是Cubemap（如下图所示）

Cubemap的优点是显而易见的，能响应旋转，因此是计算静态反射的首选方法

所以有小伙伴提议用Cubemap代替Matcap，这是个很好的思路，值得赞扬

但Cubemap也有它自己的缺陷：

1. 只能响应相机变化，无法响应光照变化

2. Cubemap绘制困难，相比之下，Matcap的绘制极为简单和直观

3. 同分辨率时清晰度低于Matcap，高清晰度时占用内存更大

4. 若实时生成，成本极高（例如Realtime Reflection Probe）

所以我们接下来还是讨论如何用Matcap解决光照和旋转的问题，至于反射，还会用到Cubemap，但Cubemap采样不会在Matcap Shader中计算

实时Matcap采样图

没错，很简单的方法，我们利用RenderTexture实时渲染一张Matcap采样图就好了！

• 球体可以使用任何其他Shader，例如官方Standard Shader

• 存图的相机通过CullingMask只渲染球体

大家可能会想，为什么不全用Standard Shader呢，用相机渲染RenderTexture效率不是更低了么？

其实不然，原因如下：

• 在正式项目中，一帧里需要渲染的物体数量会很多（例如100个），假如有两个实时光，如果全用Standard Shader，不考虑Instancing，那Draw Call至少200以上，而且单次渲染的压力会比Matcap大很多；而使用RenderTexture的方法，只需要1次Standard+100次Matcap，效率明显高很多

• 如果需要多材质，可参考《Matcap Shader 详解【4】 - 多材质与混合材质》，渲染两三张Matcap，可以组合出场景中各种需要的材质表现。而且多个Matcap也可以通过一个DC来渲染，不复杂，所以就不展开说明了~

• RenderTexture的相机只用于渲染一个球体，所以效率还是很高的，远远超过RealTime Reflection Probe。

下面我们来看一下实现的效果（双光源，除了主光源，还有一个反光）：

动态机位（相机旋转）

如图，当相机旋转的时候，Scene视图右下角可以看到，Matcap图会实时更新，所以Game视图中绕到角色背后会有逆光效果

可与文章开头的动图对比

如图，动态调整光照的旋转方向（Scene视图中），将实时反映到渲染结果上

Matcap的确可以利用Cubemap来实现反射，但是为了进一步提升效率，Cubemap没有必要在Matcap中采样，而是直接渲染到RenderTexture里就好

如下图所示，Scene右下角可见，动态Matcap既有良好的反射结果，又有动态变化的明暗，而且想怎么转就怎么转，结果可见Game视图

注：此处使用的Cubemap就是文章开始给出的例图，直接用在了光照设置中的环境反射上。

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