为啥Unity的光照贴图烘焙过程中，UV展开的质量会影响烘焙效果？

为啥Unity的光照贴图烘焙过程中，UV展开的质量会影响烘焙效果？

在Unity的静态光照贴图烘焙流程中，UV展开的质量扮演着至关重要的角色。虽然它可能看起来只是一个建模流程中的细节，但糟糕的UV展开会导致光照贴图出现各种各样的问题，严重影响最终渲染效果。为了理解其重要性，我们需要深入探讨光照贴图烘焙的原理以及UV展开在其中的作用。

首先，我们需要理解什么是光照贴图烘焙。光照贴图烘焙是一种预计算光照信息的技术，它将场景中的静态光照（包括直接光照、间接光照、阴影等）预先计算好，并存储到纹理（即光照贴图）中。在运行时，引擎可以直接从光照贴图中读取光照信息，而无需实时进行光照计算。这种方法可以显著降低渲染压力，提高游戏性能，特别是在静态场景中。

烘焙过程依赖于场景中物体的UV坐标。具体来说，Unity需要为每个需要烘焙光照的物体生成一套新的UV坐标，这套UV坐标用于光照贴图。这套UV坐标与物体原本用于贴图的UV坐标是分开的，被称为光照贴图UV或UV2。Unity通常会自动生成UV2，当然也允许开发者手动创建和编辑。

那么，UV展开的质量是如何影响烘焙效果的呢？主要体现在以下几个方面：

1. 纹素密度不均匀导致的光照信息采样失真：

光照贴图本质上是一张纹理，它由一个个像素（纹素）组成。每个纹素代表场景中一个小的表面区域的光照信息。如果UV展开不合理，导致某些区域在光照贴图上的纹素密度过高，而另一些区域的纹素密度过低，就会出现问题。纹素密度高的区域会得到更精细的光照信息，阴影和光照细节更丰富。而纹素密度低的区域则会显得模糊，细节丢失，甚至出现光照错误。想象一下，一个墙面，如果UV展开不均匀，靠近地面的部分纹素密度很高，而靠近天花板的部分纹素密度很低，那么地面附近的光影细节会非常丰富，而天花板附近的光照则会很平淡，甚至出现块状伪影。这种情况极大地影响了光照的真实感和均匀性。

解决这个问题的方法是尽量保证UV展开的纹素密度均匀。这意味着要尽量避免UV在某些区域被拉伸或压缩。可以使用Unity编辑器提供的工具来检查UV展开的纹素密度，并进行相应的调整。

2. UV接缝（Seam）问题导致的光照渗漏：

UV展开必然会在模型的表面产生接缝，这些接缝在光照贴图上表现为UV岛屿的边缘。如果这些UV岛屿之间没有足够的空间，或者它们的边缘光照信息差异太大，就会出现光照渗漏的问题。光照渗漏是指光线从一个UV岛屿泄漏到相邻的UV岛屿，导致物体表面出现不应该出现的光照效果。例如，一个墙角，本应被阴影遮挡的区域，因为光照渗漏而出现了亮斑，或者一个房间内部的光线泄漏到外部，造成不真实的光照效果。

为了避免光照渗漏，首先要保证UV岛屿之间有足够的Padding（间距）。Unity的烘焙设置中提供了Padding参数，可以控制UV岛屿之间的距离。其次，要尽量避免UV岛屿边缘的光照信息差异过大。这意味着在展开UV时，要尽量将相邻的表面放在同一个UV岛屿上，或者保证相邻UV岛屿之间的光照过渡平滑。例如，对于复杂的曲面，可以采用unwrap的方式，减少接缝的数量。

3. UV重叠导致的光照信息冲突：

在光照贴图UV中，严格禁止UV重叠。如果UV出现重叠，那么同一个纹素位置会被多个表面共享，导致光照信息冲突。这会导致烘焙结果出现严重的错误，例如，物体表面出现奇怪的颜色，阴影错位，或者光照强度异常。通常，Unity在烘焙过程中会检测UV重叠，并给出警告或错误提示。但有些情况下，微小的UV重叠可能不会被检测到，但仍然会对烘焙结果产生负面影响。

解决UV重叠问题的唯一方法是仔细检查和清理UV。可以使用Unity的UV Editor或者第三方建模软件来检查UV，并确保所有UV岛屿之间没有重叠。通常，自动生成的UV2可能会出现重叠，需要手动进行调整。

4. UV方向问题导致的光照方向错误：

UV的方向也很重要。如果UV方向颠倒，会导致光照方向错误。例如，一个平面，如果UV方向颠倒，那么它的法线方向也会颠倒，导致光照计算错误，出现错误的阴影效果。这种情况通常发生在导入的模型中，或者在手动编辑UV时出现错误。

解决UV方向问题的方法是检查UV的缠绕方向。可以使用Unity的UV Editor或者第三方建模软件来检查UV的缠绕方向，并进行反转，确保UV方向与模型的法线方向一致。通常，Unity提供了重新计算法线的功能，可以自动修复UV方向错误。

5. UV展开效率影响烘焙时间：

虽然不是直接影响烘焙效果，但UV展开的效率也会影响烘焙时间。一个复杂而混乱的UV展开会增加烘焙过程中的计算量，导致烘焙时间延长。优化UV展开可以减少烘焙时间，提高开发效率。

综上所述，UV展开的质量对Unity光照贴图烘焙的效果至关重要。高质量的UV展开可以保证光照信息采样的准确性和均匀性，避免光照渗漏和UV重叠，确保光照方向正确，并提高烘焙效率。因此，在进行光照贴图烘焙之前，务必认真检查和优化UV展开，以获得最佳的渲染效果。