ライトマッピング詳細

Unity で最初のシーンにライトマップ使用している場合,この クイックスタート ガイド が役に立つでしょう。

ライトマッピングは,Unity に完全に統合されているため,エディター内からレベル全体を作成し,そのレベルにライトマップを行い,気にすることなく,マテリアルに自動的にライトマップを選択させることができます。 Unity でのライトマッピングは,パフォーマンス向上のため,すべてのライトのプロパティが Beast ライトマッパに直接マッピングされ,テクスチャにベークされるということです。 Unity Pro は,グローバル照明によってこの機能を拡張しますが,これにより,そうでない場合は,リアルタイムでは不可能な,よりリアルで美しいライティングをベークできます。 さらに,Unity Pro には,より素晴らしいシーン ライティングのためのスカイ ライトや発光マテリアルが用意されています。

このページでは,ライト マッピング ウィンドウにあるすべての属性の詳細な説明を記載します。 ライト マッピング ウィンドウを開くには, Window – Lightmapping を選択します。

インスペクタの上には 3 つの Scene Filter ボタンがあり,全てのオブジェクトに処理を適用する,またはライトやレンダラに限定することが出来ます。

オブジェクト

ライト,メッシュ レンダラおよび地形に対するオブジェクトごとのベーク設定 - 現在の選択内容によって決まります。

Scene Filter ボタンを使用して,ライト,レンダラ,または地形のみを Hierarchy ビュー上で絞りこんで参照できます。

メッシュ レンダラおよび地形:

ライト:

ベイク

グローバル ベイク設定

マップ

すべてのライトマップの編集可能な配列。

ライトマップ ディスプレイ

エディターでのライトマップがどのように表示されるかをコントロールするユーティリティ。 ライトマップ ディスプレイ はシーン ビューのサブウィンドウで,ライトマッピング ウィンドウの表示時に毎回表示されます。

詳細

二重ライトマップ

二重ライトマップは,ライトマッピングを スペキュラ , 法線マッピング およびベークされたおよびリアルタイムのシャドウの適切なブレンディングを連携させる Unity の手法です。 また,ライトマップ解像度が低くても,ライトマップの見た目を良くする方法もあります。

2 重ライトマップはデフォルトでは,Deferred Lighting レンダリング パスでのみ使用できます。 フォワード レンダリング パスでは,カスタムのシェーダを記述することで,2 重ライトマップを有効に出来ます ( dualforward 表面シェーダ ディレクティブを使用します)。

2 重ライトマップは,次の 2 組みのライトマップを使用します。

• Far: 完全な署名を含みます。
• Near: Auto とマーキングされたライトからの間接照明,__Bake Only__ とマーキングされたライトからの完全な照明,放射マテリアルおよびスカイ ライトを含みます。

Realtime Only ライトはベークされません。 Near ライトマップ セットは,Shadow Distance 質設定よりもカメラからの距離内で使用されます。 この距離内では, Auto ライトは,スペキュラおよびリアルタイム シャドウのあるリアルタイム ライトとしてレンダリングされ (これにより,そのシャドウが Realtime Only ライトからのシャドウと正しくブレンドされます),その間接的な光はライトマップから取られます。 Outside Shadow Distance Auto ライトは,リアルタイムでレンダリングを行わなくなり,完全な照明は,__Far__ ライトマップから取られます ( Realtime Only ライトはまだそこにありますが,シャドウは無効になります)。

下のシーンには,ライトマッピング モードがデフォルトの Auto に設定された 1 つのディレクショナル ライトと,多くのライトマップが適用されたスタティック オブジェクト （建物,障害物,動かせない細部） および一部の動的移動および可動オブジェクト （銃,銃身のあるダミー） が含まれます。 シーンは,2 重ライトマップ モードでベークおよびレンダリングされます。 シャドウ距離の裏では,ライトマップによってのみ建物が完全に照らされ,2 つのダミーは自動的に照らされますが,シャドウを投影しません。シャドウ距離の前では,両方のダミーとライトマップが適用されたスタティックな建物および地面がリアルタイムで照らされ,リアルタイムのシャドウを投影しますが,柔らかい間接的な光は近くのライトマップから放たれます。

Directional Lightmaps

Dual lightmaps allow for specular lighting and normal mapping, but only within shadow distance and in direct light. If you need these effects in areas lit mostly by indirect light or far away from the camera, or if you want to avoid the cost of rendering realtime lights necessary for dual lightmaps, you should use directional lightmaps instead.

Directional lightmaps store information on light directionality in a second set of lightmaps. The first set of lightmaps (color) stores just the diffuse lighting, same as Single Lightmaps do. The second set of lightmaps (scale) stores the ratio of the desaturated incoming light per basis vector.

Advantages:

• Allows for normal mapping and specular without realtime lights.
• Gives specular for indirect lighting, important in areas that are mostly in shadow, e.g. caves.
• The first lightmap (color) is the same as the one in Single Lightmaps mode.
  • If an object doesn’t need normal mapping nor specular, the second lightmap is not sampled.

Disadvantages:

• The encoding is lossy, so when direct lighting from more than one light affects a certain area, the lighting from directional lightmaps might look differently than realtime lighting.
• The scale lightmap does not compress very well.
  • Not a problem on flat areas.
  • Artifacts can be hidden by albedo textures.

Realtime lighting typically handles one light per pass. Directional lightmaps, on the other hand, handle an arbitrary amount of lights in one pass, as long as they are baked.

The decoding of directional lightmaps is done in a space relative to tangent space. This space is defined by a basis consisting of three pairwise orthogonal vectors, which evenly cover the hemisphere in the direction of the surface normal.

The three coefficients from the scale lightmap are combined depending on the normal from the normal map. This operation is done in the shader at runtime, so normal maps can be dynamically changed, if needed. The normal from the normal map is transformed into the directional lightmaps basis. It is then used to combine the three coefficients from the scale lightmap, with respect to each of the basis vectors, into a final scaling value that is applied to the color lightmap.

The scale lightmap can be interpreted as the amount of light coming from each of the basis directions that contributed to the value stored in the color lightmap. The coefficients linearly combined with the basis vectors give a general light direction that can be used for specular calculations.

シングル ライトマップ

シングル ライトマップははるかに簡単な手法ですが,どの rendering path で使用できます。 すべてのスタティック照明 (つまり,ベーク済みのものと自動ライト,スカイ ライトおよび放射マテリアル) は 1 つのライトマップのセットにベークされます。 これらのライトマップは,シャドウの距離に関係なく,ライトマップが適用されたオブジェクトすべてに使用されます。

動的シャドウの強度をベークされたシャドウに一致させるには,ライトの Shadow Strength プロパティを手動で調整する必要があります。

ライトマップが適用されたマテリアル:

Unity では,ライトマップに使用する特殊なマテリアルを使用する必要はありません。 組み込みシェーダからのシェーダ (およびその場合は,記述した表面シェーダ) は,木にする必要なく,ボックスからのライトマップをサポートしているので,ただ機能するだけです。

ライトマップ解像度

Resolution ベーク設定により,見た目を良くするためにシーンに必要な単位ごとのテクセル数をコントロールできます。 シーンに 1x1 単位面があり,解像度を単位あたり 10 に設定すると,ライトマップで面が 10x10 テクセルを使用します。 解像度ベーク設定はグローバル設定です。 特殊なオブジェクトに対してこれを編集したい (ライトマップで非常に小さくまたは非常に大きくしたい) 場合,メッシュ レンダラの Scale in Lightmap プロパティを使用します。 ライトマップでスケールを 0 に設定すると,オブジェクトはライトマッピングされません (その他のオブジェクトのライトマップには影響します)。 Lightmap Resolution シーン ビュー レンダー モードを使用すると,ライトマップ テクセルがどのように消費されるかをプレビューできます。

UVs

ライトマップしたいメッシュに,ライトマッピング用の適切な UV があることを確認してください。 最も簡単な方法は,所定のメッシュのメッシュ インポート設定で Generate Lightmap UVｓ オプションを有効にすることです。

詳細については,Lightmap UVs ページを参照してください。

マテリアル プロパティ

次のマテリアル プロパティが,Beast の内部シーン表示にマッピングされます。

• カラー
• メインテクスチャ
• スペキュラカラー
• 輝度
• 透明度
  • Alpha-based: when using a transparent shader, main texture’s alpha channel will control the transparency
  • Color-based: Beast’s RGB transparency can be enabled by adding a texture property called _TransparencyLM to the shader. Bear in mind that this transparency is defined in the opposite way compared to the alpha-based transparency: here a pixel with value (1, 0, 0) will be fully transparent to red light component and fully opaque to green and blue component, which will result in a red shadow; for the same reason white texture will be fully transparent, while black texture - fully opaque.
• Emission
  • Self Illuminated materials will emit light tinted by the Color and Main Texture and masked by the Illum texture. The intensity of emitted light is proportional to the Emission property (0 disables emission).
  • Generally large and dim light sources can be modeled as objects with emissive materials. For small and intense lights normal light types should be used, since emissive materials might introduce noise in the output.

注意: Beast にマテリアルをマッピングすると,Unity は,シェーダのプロパティおよび’Specular‘,’Transparent’,’Self-Illumin’などのパス/名前キーワードによって シェーダの種類を検出します。

スキン メッシュ レンダラ

static である スキン メッシュがあることで,メッシュの形状がインポート後に Unity の中で変更できて,レベル毎の微調整が出来るために,コンテンツがより柔軟になります。スキン メッシュ レンダラはメッシュ レンダラ と全く同じ方法でライトマップすることが可能であり,現在のポーズでライトマッピング処理に渡されます。

さらにライトマッピングはメッシュの頂点がランタイム時に多少移動されても使用出来ます – ライティングは完全に正確とはなりませんが,多くの場合は十分にマッチします。

詳細

自動アトラシング

アトラシング (UV パッキング) は,ベークを行う際に毎回自動的に実行されるので,通常は気にする必要はありません。ただ機能するだけです。

オブジェクトの世界空間の表面エリアはオブジェクトごとの Scale In Lightmap 値よって乗算され,グローバル解像度と結果によって,ライトマップでのオブジェクトの UV セットのサイズを決定します (より正確には: [0,1]x[0,1] UV 正方形のサイズ)。 次に,すべてのオブジェクトは,極力少ない数のライトマップにパックされ,それぞれが前のステップで計算された空間量を占めるようにします。 所定のオブジェクトに対する UV セットが [0,1]x[0,1] 正方形の部分のみ占める場合,ほとんどの場合,アトラシングは,近隣の UV セットを近くに移動させ,開いている空間を使用します。

アトラシングの結果,ライトマップが適用されるすべてのオブジェクトがライトマップのいずれかにその場所を持ち,どの空間はその他のオブジェクトの空間に重なりません。 アトラシング情報は,メッシュ レンダラの ライトマップ インデックス,タイリング (スケール),オフセットの 3 つの値として, 地形でのライトマップ インデックスとして格納され, ライトマッピング ウィンドウのオブジェクト ペインを介して,表示および編集できます。

Atlasing は,Lightmap Index,Tiling および Offset であるオブジェクトごとのデータのみ編集可能で, オブジェクトの UV セットは,共有されたメッシュの部分として格納されるため,編集できません。 メッシュの Lightmap UV は,インポート時にのみ,Unity の組み込み自動ラッパーを使用して,または Unity 外部 3D パッケージでのみ作成できます。

Lock Atlas

Lock Atlas が有効になると,自動アトラシングは実行されなくなり,オブジェクト上の Lightmap Index,Tiling および Offset は編集されなくなります。 Beast は,現在のアトラシングであるものに依存しているため,ユーザーが行うのは,正しいアトラシングの維持のみになります （例えば,ライトマップでのラッピング オブジェクトなし,ライトマップ配列の端を過ぎた,ライトマップ スロットを参照するオブジェクトなし）。

Lock Atlas は,ライトマッピングのためのオブジェクトの送信時の別のワークフローの可能性を開きます。 手動またはスクリプティングを介して,特定のニーズに合うよう,アトラシングを実行できます。また,現在のアトラシングに満足し,シーンに対してより多くのライトマップの接テオをベークし,シーンに更にオブジェクトを追加した後に,アトラシングがその他のライトマップ セットとの互換性を持たせないようにしたい場合,自動生成されたアトラシングをロックできます。

Lock Atlas は,アトラシングのみロックし,メッシュの UV はしません。 ソース メッシュを変更し,メッシュ インポータをライトマップ UV を生成するよう設定すると,UV が異なる形で生成され,現在のライトマップがオブジェクトで正しく表示されません。これを修復するには,ライトマップを再ベークする必要があります。

カスタムの Beast ベイク設定

ベーク処理のパラメータを制御したい場合は, カスタム Beast 設定 のページを参照してください。