Unity体积光

写在前面

• 因为我们的毕设决定用HDRP，所以在内置管线做的体积光已经没太大用了
• 参考Michal巨巨的项目，当初征求大佬许可，大佬很慷慨
  
• 尝试移植到HDRP，因为CustomPass目前不支持light，导致没有办法采样shadowmap计算衰减，目前打算用自带的顶着，或者放弃降采样功能，直接在场景里做，但我觉得没有必要了。
• HDRP中LightEvent已经不会触发了，目前只能指望下面这几个节点了
  
• 感觉HDRP还称不上完整

项目分享

内置管线版：
https://github.com/Claymoreno1/volumelight

大体流程

如果抛开光源种类直接但差异，比如我们half resource，Michal大佬的流程是：
深度图降采样(OnPreRender) → DrawMesh(OnLightEvent) → 升采样+与CameraTarget混合(OnRenderImage)
在HDRP中事情变得麻烦:
深度图降采样(After Depth and Normal) → DrawMesh(?) → 升采样+与CameraTarget混合(After Post Process)。
乍一看感觉没啥，实际上你得把这一件事情分成几个CustomPass或者CustomPass+PostEffect。这些也没什么，但是CustomPass 【暂时(用的HDRP 7.17)】不支持Lit，也就是说没有办法直接对ShadowMap采样，这对于FogLight来说是致命的，下图是我按照这个流程在HDRP中做的

我没有办法做出物体遮挡住光线的效果。我甚至想自己做光源摄像机每帧取景，但这未免也太贵了，重复工作。另一个想法是放弃降采样功能，直接在场景里做，目前为止是可行的。

基于HDRP的具体流程

scaleFactor 0.5 点光源 为例

1. 创建RT和CB
   对Unity提出表扬，RTHandles确实省了一些事，你不在需要在Update()中检查刷新RT的大小，希望早日去掉实验标志；
2. 在After Depth and Normal Point 注入Custom Pass
   在这里输出一张降低分辨率的深度图，巨巨进行了一些处理，大体就是对当前前像素点周边采样，当“采样点对齐这个像素”的时候采用周边采样点的最小深度，其他用最大深度。双边模糊类的方法。
3. 找一个合适的节点DrawMesh
   反正在哪你也拿不到ShadowMap，我是在上一步完成之后直接画的。
   这里不要用Shader/HDRP/CustomPass，那两个函数完全不够用，多Pass也不方便。
   建议现在连连看里把输入的图和需要的坐标连出来，Show Generated Code。
   这部分具体实现在下一部分。
4. 升采样+叠加到屏幕上
   升采样同样也是类双边模糊的方法。
   叠加有两种做法
   第一种：DrawMesh绘制一个三角形，覆盖屏幕，只写Color不写深度
   第二种：分出去到Before Post Process做Global Volume

体积光的核心计算

1. 计算RayMarching的起点和终点。
   点光源和聚光灯：计算射线与面的交点；
   直射光：近截面上的点与深度图还原的世界坐标；
2. 如果我们暂时不加入噪声的话，Michal巨巨用的光照方程就是
   $E = \cfrac{1}{4 \pi}{\cfrac{1 - g^2}{1 + g^2 + 2g cos(\theta)^{3/2}}} \times(e^{-dp}) \times atten$E=4π1​1+g2+2gcos(θ)3/21−g2​×(e−dp)×atten
   有没有感觉和体积云的像极了！
   我们以 $\times$×符号为分隔，这个公式就是Beer’s Law $\times$× Henyey-Greenstein $\times$× atten
3. atten的计算在CustomPass里让人头疼，在内置管线我们可以直接UnityDeferredComputeShadow，即使用CB在Event里。
   我觉得自己再取景一边简直傻逼，暂时用自带的Fog；如果满足不了，只能直接在场景里做了。

写在最后

正所谓技术不够代码来凑，这次就不贴代码增加篇幅了。 要看代码直接在项目里看得了。 其实Michal大佬的体积光，我们在噪声等方面还是有很大提升空间的。 HDRP效果确实很好，但还不够完善。