创造高清3D虚拟世界:Unity引擎HDRP高清渲染管线实战杨栋计算机与互联网 pdf下载pdf下载

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内容介绍

  商品基本信息，请以下列介绍为准
商品名称：创造高清3D虚拟世界:Unity引擎HDRP高清渲染管线实战
作者：杨栋
定价：198.0
出版社：电子工业出版社
出版日期：2021-08-01
ISBN：9787121416590
印次：1
版次：第1版
装帧：胶装
开本：16开

  内容简介
全书共11章，不含HDRP入门基础，更通过剖析优秀案例对高清渲染管线的主体框架和各种特行阐述，如基于物理的光照和材质系统、体积光与雾效设置、光照烘焙及实时后处理效果等。本书讲解如何使用Unity HDRP高清渲染技术来制作高质量画面内容。读者不管是在开发游戏、影视动画，还是在开发VR游戏、互动应用，都可以从本书中找到所需的高画质内容制作技术。本阶部括HDRP在VR中的具体应用方法、Unity实时光线追踪的具体用法，以及如何使用Debug系统和Custom Pass高级应用等。书含两个完整的Unity项目及相关操作步骤，读者一边操作一边阅读，即可把书中学到的技术直接应用到自己的项目中。

  目录
第1章 HDRP入门......................................................................................................1
1.1 摘要 .................................................................................................................................1
1.2 离线渲染和实时渲染 .....................................................................................................8
1.2.1 能（ProBuilder、ProGrid和PolyBrush套件）.....................................8
1.2.2 Timeline（非线编工具）................................................................................9
1.2.3 Cinemachine（智能摄像机系统）..................................................................9
1.2.4 HD.Post.Processing.Effect（HDRP专用后期特效模块）...............................9
1.2.5 可视化着色器编程工具Shader.Graph. .............................................................9
1.2.6 开发工具Visual.Effect.Graph............................................................9
1.2.7 和动画输出工具Unity.Recorder..............................................................9
1.2.8 HDRP针对不同材质的模拟......................................................................... 10
1.3 在DCC软件中准备模型资产 .......................................................................................10
1.3.1 在DCC软件中使用的尺单位要与Unity统一. ........................................... 10
1.3.2 只在需要的地方使用三角面......................................................................... 11
1.3.3 纹理制作........................................................................................................ 11
1.3.4 支持FBX、USD和Alembic格式的资产导入. ................................................ 11
1.3.5 Unity.Reflect支持导入Autodesk.Revit资产.................................................. 11
1.4 Unity HDRP项目设置 ..................................................................................................12
1.4.1 创建一个基于高清渲染管线（HDRP）的Unity项目................................. 12
1.4.2 通过示例项目了解HDRP相关的概念和模块.............................................. 16
1.5 学习渠道 .......................................................................................................................52
1.6 本结 .......................................................................................................................53
XVI | 创造高清3D虚拟世界：Unity引擎HDRP高清渲染管线实战
第2章 实现市政厅办公室场景....................................................................................54
2.1 摘要 ...............................................................................................................................54
2.2 实战项目详解 ...............................................................................................................55
2.2.1 使用Volume框架设置环境............................................................................ 58
2.2.2 添加屏幕后处理效果.................................................................................... 62
2.2.3 添加光源、Light.Probe（光照探针）和Reflection.Probe（反射探针）..........64
2.2.4 烘焙光照贴图................................................................................................ 69
2.3 本结 .......................................................................................................................74
第3章 HDRP配置文件和Volume框架详解. .................................................................75
3.1 摘要 ...............................................................................................................................75
3.2 HDRP配置文件（HDRP Asset）介绍 ........................................................................75
3.2.1 Frame.Settings（帧设置）............................................................................. 75
3.2.2 Volume框架................................................................................................... 77
3.2.3 针对不台使用不同的HDRP配置文件.................................................. 94
3.3 Volume框架详解 ..........................................................................................................96
3.3.1 Exposure（曝光控制）.................................................................................. 99
3.3.2 Fog（雾效制作）.........................................................................................110
3.3.3 Lighting（光照）..........................................................................................121
3.3.4 Material（材质）..........................................................................................121
3.3.5 Shadowing（阴影处理）..............................................................................122
3.3.6 Sky（天空）.................................................................................................122
3.3.7 Post-processing（后处理）..........................................................................126
3.3.8 Ray.Tracing（实时光线追踪）....................................................................126
3.3.9 Local.Volume（本地Volume）使用示例.....................................................126
3.4 本结 .....................................................................................................................130
第4章 HDRP光照系统详解.....................................................................................131
4.1 摘要 .............................................................................................................................131
4.2 Sponza_Day_Lighting场景打光步骤解析 .................................................................131
4.2.1 步骤1：启用Scene.Settings.Volume..............................................................134
4.2.2 步骤2：启用Directional.Light行光）...................................................136
目 录 | XVII
4.2.3 步骤3：启用Volume中的自动曝光控制......................................................138
4.2.4 步骤4：启用所有灯笼模型和点光源..........................................................139
4.2.5 步骤5：启用场景中所有反射探针（Reflection.Probe）............................140
4.2.6 步骤6：启用场景中的光照探针组（Light.Probe.Group）.........................143
4.2.7 步骤7：完成整个场景的光照烘焙..............................................................145
4.2.8 步骤8：增强间接光强度..............................................................................150
4.2.9 步骤9：处理阴影和环境光遮蔽..................................................................154
4.2.10 步骤10：添加雾效. .....................................................................................166
4.2.11 步骤11：画面抗锯齿处理..........................................................................168
4.2.12 步骤12：添加后处理Volume组件. .............................................................171
4.3 Sponza_Night_Lighting场景打光步骤解析 ..............................................................173
4.3.1 修改Directional.Light设置. ............................................................................173
4.3.2 修改Scene.Settings.Volume→HDRI.Sky设置...............................................174
4.3.3 修改Scene.Settings.Volume→Exposure（曝光）设置..................................174
4.3.4 修改Scene.Settings.Volume→Fog（雾效）设置..........................................175
4.3.5 修改Scene.Settings.Volume→Contact.Shadow（接触阴影）设置...............175
4.3.6 修改Post.Processing.Volume→Color.Adjustment（颜色调整）设置...........175
4.3.7 修改Post.Processing.Volume→White.Balance（衡）设置....................176
4.4 光源类型和模式 .........................................................................................................177
4.4.1 Unity中的光源类型有哪几种. ......................................................................177
4.4.2 Unity中的光照单位......................................................................................200
4.4.3 如何制作和使用Light.Cookie为灯光添加更多细节....................................201
4.4.4 光照相关的常见问题............................................................................204
4.5 光源分层 .....................................................................................................................212
4.5.1 光源分层的作用...........................................................................................212
4.5.2 光源分层实例讲解.......................................................................................212
4.6 使用光照探针 .............................................................................................................217
4.6.1 为什么要使用光照探针. ...............................................................................217
4.6.2 使用光照探针的基本步骤............................................................................218
4.6.3 Mesh.Renderer组件中的Probes选项详解.....................................................223
4.6.4 如何使用Mesh.Renderer组件的Probes→Anchor.Override参数. ..................227
4.6.5 如果打开了Lighting窗口中Debug.Settings中的All.Probes.No.Cells选项，.
但是在Scene窗口看不到光照探针如何处理. ...............................................230
XVIII | 创造高清3D虚拟世界：Unity引擎HDRP高清渲染管线实战
4.7 使用Reflection Probe为场景提供反射信息 ..............................................................231
4.7.1 Screen.Space.Reflection（屏幕空间反射）..................................................231
4.7.2 Reflection.Probe（反射探针）.....................................................................233
4.7.3 Sky.reflection（天空反射）..........................................................................242
4.8 阴影 .............................................................................................................................242
4.8.1 阴影的种类和三种光照模式........................................................................242
4.8.2 两种Shadowmask模式下的阴影表现. ...........................................................244
4.8.3 阴影的投射距离设置............................................................................248
4.8.4 Distance.Shadowmask和Shadowmask两种模式对性能的影响. .....................248
4.9 本结 .....................................................................................................................249
第5章 Lightmapping（光照烘焙）详解. ...................................................................250
5.1 摘要 .............................................................................................................................250
5.2 式光照贴图烘焙对场景中的模型有什么要求 .................................................252
5.3 式光照贴图烘焙对硬件的要求是什么？支持Unity的哪些渲染管线 ............257
5.4行式光照贴图烘焙时烘焙出来的是什么 .....................................................257
5.5 式光照贴图烘焙的CPU版本和GPU版本有什么区别 .....................................261
5.6 光照贴图烘焙界面参数详解 .....................................................................................261
5.7 不同显卡对GPU版本的烘焙效率有什么影响 .........................................................275
5.8 相同场景使用CPU烘焙需要多长时间 .....................................................................279
5.9 为什么GPU版本在烘焙的过程中，有时会自动切换成CPU版本 .........................279
5.10 如何避免GPU烘焙自动切换成CPU烘焙 ...............................................................280
5.11 如何解决光照贴图接缝问题 ...................................................................................282
5.12 如何整体地查看光照贴图的不同组成部分 ...........................................................283
5.13 如何查看场景中的模型在光照贴图中的位置？
如何调整模型在光照贴图中的占比大小 ...............................................................284
5.14 本结 ...................................................................................................................288
第6章 HDRP材质详解...........................................................................................289
6.1 摘要 .............................................................................................................................289
6.2 使用Lit着色器制作典型材质 ....................................................................................290
6.2.1 木头材质.......................................................................................................290
目 录 | XIX
6.2.2 冰箱材质.......................................................................................................298
6.2.3 陶瓷材质.......................................................................................................300
6.2.4 （普通）玻璃材质.......................................................................................306
6.2.5 （带折射的）玻璃材质. ...............................................................................312
6.2.6 半透明材质和次表面散射材质....................................................................317
6.2.7 自发光材质...................................................................................................327
6.2.8 Decal（贴花）的具体使用方法...................................................................330
6.3 渲染器和材质优先级 .................................................................................................339
6.4 使用HDRP自带的示例材质库 ..................................................................................340
6.4.1 金属箔材质...................................................................................................342
6.4.2 肥皂泡材质...................................................................................................345
6.5 本结 .....................................................................................................................348
第7章 Post.Processing后处理详解. ........................................................................350
7.1 摘要 .............................................................................................................................350
7.2 为场景添加后处理效果的步骤 .................................................................................351
7.3 后处理效果应用顺序和效果组合 .............................................................................351
7.4 HDRP中的后处理效果 ..............................................................................................352
7.4.1 Tonemapping（色调映射）.........................................................................353
7.4.2 White.Balance（衡）............................................................................354
7.4.3 Bloom（泛光）............................................................................................354
7.4.4 Film.Grain（胶片颗粒）..............................................................................356
7.4.5 Depth.of.Field（景深）................................................................................357
7.4.6 Panini.Projection（帕尼尼投影）................................................................359
7.4.7 Lens.Distortion（镜头畸变）.......................................................................360
7.4.8 Motion.Blur（运动模糊）. ...........................................................................360
7.4.9 Chromatic.Aberration（色差）.....................................................................362
7.4.10 Vignette（晕映）........................................................................................363
7.4.11 Lift、Gamma和Gain（颜色分级）.............................................................364
7.4.12 Channel.Mixer（通道混合）......................................................................365
7.4.13 Color.Curve（颜色曲线）.........................................................................366
7.4.14 Color.Adjustment（颜色调整）.................................................................367
7.4.15 Split.Toning（分离调色）..........................................................................368
XX | 创造高清3D虚拟世界：Unity引擎HDRP高清渲染管线实战
7.4.16 Shadow、Midtones、Highlights（阴影、中间调、高光）.......................369
7.5 本结 .....................................................................................................................370
第8章 HDRP.Debug窗口介绍................................................................................371
8.1 摘要 .............................................................................................................................371
8.2 Material（材质）相关的Debug窗口 .........................................................................372
8.3 Lighting（光照）相关的Debug窗口 ........................................................................374
8.4 Camera（相机）相关的Debug窗口 ..........................................................................376
8.5 MatCap显示模式的使用方法 ....................................................................................378
8.6 本结 .....................................................................................................................380
第9章 HDRP在VR中的应用...................................................................................381
9.1 摘要 .............................................................................................................................381
9.2 HDRP VR支持台 ................................................................................................381
9.2.1 系统要求.......................................................................................................381
9.2.2 支持台...................................................................................................382
9.3 配置HDRP项目以支持VR .........................................................................................382
9.4 可以应用到VR中的HD能 .................................................................................387
9.5 将市政厅办公室场景转换成HDRP VR ....................................................................388
9.5.1 配置HDRP+VR...........................................................................................388
9.5.2 配置XR.Plug-in.Management......................................................................388
9.5.3 添加XR.Interaction.Toolkit..........................................................................388
9.5.4 创建XR.Rig、控制器和瞬移区域...............................................................389
9.5.5 创建转向系统...............................................................................................395
9.5.6 创建可交互物体...........................................................................................396
9.5.7 构建项目到设备...........................................................................................397
9.6 在VR设备行Debug .............................................................................................398
9.7 本结 .....................................................................................................................400
第10章 HDRP.Custom.Pass应用..........................................................................401
10.1 摘要 ...........................................................................................................................401
10.2 Custom Pass实例解析 ..............................................................................................401
目 录 | XXI
10.2.1 实例讲解1...................................................................................................402
10.2.2 实例讲解2...................................................................................................407
10.3 如何查看Custom Pass的渲染阶段 ..........................................................................408
10.4 本结 ...................................................................................................................409
第11章 HDRP实时光线追踪项目应用......................................................................410
11.1 摘要 ...........................................................................................................................410
11.1.1 运行光追应用所需的软硬件......................................................................411
11.1.2 Unity能在编辑器中的位置.............................................................411
11.2 配置HDRP光追项目 ................................................................................................414
11.2.1 将普通HDRP项目升级到支持光追的HDRP项目....................................414
11.2.2一步设置HDRP配置文件（HDRP.Asset）启用相关的能. .......417
11.2.3 在HDRP.Default.Settings界面启用相机的Frame.Settings中的能.....421
11.2.4 在Scene窗口打开相机的抗能和启用刷新设置..............................422
11.3 能的使用方法 ...............................................................................................423
11.3.1 环境光遮蔽.................................................................................................424
11.3.2 屏幕空间反射.............................................................................................427
11.3.3 屏幕空间全局光.........................................................................................431
11.3.4 Light.Cluster的使用.....................................................................................433
11.3.5 屏幕空间阴影.............................................................................................439
11.3.6 次表面散射.................................................................................................443
11.3.7 递归式渲染.................................................................................................450
11.3.8 路径追踪.....................................................................................................453
11.4 本结 ...................................................................................................................457
附录A 基于物理的光照单位和参考数值（参考自Unity.HDRP官方文档）.....................458
附录B 色温（Color.Temperature）.......................................................................463
附录C 在Unity中制作高质量的光照效果...................................................................464

  媒体评论
Unity官网出品领域首著、大中华区技监操刀、全裁作序||540页全彩印刷《原神》级画质的渲染实战圣典||大量AAA游戏高清实例与50G配套学√ Unity大中华裁、全球资深裁倾情作序，面向SRP(Scriptable Render Pipeline，可编程渲染管线 )这一Unity震撼性解决方案的必经学习之路。
√ 曾在世界等游戏电影公司叱咤现活跃于Unity社区的栋哥，不仅在应用层面解释HDPR概念与参数，更深入剖析背后机制，便于读者在真实开发中速查。
√ 鉴于游戏大厂纷纷把研发重心转移到高品质渲染，读者无论从事艺术设计还是深耕图形技术，都可以通过HDRP提升创造力，将3A游戏和电影画质运用到作品中。
√ HDRP面向高端硬件与云游戏，支持PC|Xbox|PlayStatio台游戏，高画质VR项目，Oculus Rift、HTC Vive系列头盔，以及Windows Mixed Realit台VR设备等。
杨栋自2016年加入Unity中国团队，一直致力于维护和发展Unity中国社区。我相信他的这本HDRP实战书可以再次为大家带来期待已久的技术干货。
——张俊波，Unity大中华裁、全球资深裁
本书通俗易懂的介绍了HDRP的开发流程以及大量实际案例，让很容易上手这套的高画质渲染管线，可轻松将3A游戏的渲染效果添加到实际项目中，这是一本不可不读的好书。
——宣雨松MOMO，资深游戏开发专家、Unity价值专家、《Unity 3D游戏开发》作者 栋哥凭借他多年和广大的交流经验，运用实际案例，通俗易懂地介绍了高清渲染管线的开发流程，用实打实的干货让快速上手。
——江忆冰，Unity实时渲染动画短片《Windup》导演、Unity全球创意艺术导演 作者不仅在应用层面对概念与参行了解释，更对部分参数背后的理论机行了深入浅出的介绍，如“物理光能背后的真实世界光照原理及参数说明。这使得本书可以作为开发过程中的参考书籍来使用。
——亢伉，Unity实时渲染动画短片《Windup》技术美术、Unity大中华区高级技术美术
希望你从这本书学到的不只是应用知识。未来碰到栋哥告诉他，因为他的书你开了什么脑洞。
——罗志达(达哥)，Unity大中华区技术经理
我在Unity中国团队服务时，也从栋哥身上学到了很多东西。相信本书一定能够帮助读者更好地使用Unity高清渲染管线HDRP，成为更优秀的3D内容创作者。
——陈嘉栋，Microsoft MVP、《Unity 3D脚本编程：使用C#语言开发台游戏》作者

  作者简介
杨栋目前担任Unity大中华台技监，负责管理技术讲师团队并参与Unity产品本地化等相关工作。他拥有丰富的Unity开发经验，致力于将Unity的技术推广给广大。有十余年的Web端和移动端项目研发经验，多年的海外生活与工作经验，曾参与世界北美分公司后台数台研发，并作为技术项目经理了世界海外手游SDK研发工作。