[Unity] Unity层级细节（LOD）的使用

       层次细节（LOD），它是根据物体在游戏画面中所占视图的百分比来调用不同复杂度的模型的。简单而言，就是当一个物体距离摄像机比较远的时候使用低模，当物体距离摄像机比较近的时候使用高模。这是一种优化游戏渲染效率的常用方法，缺点是占用大量内存。使用这个技术，一般是在解决运行时流畅度的问题，采用的是空间换时间的方式。

       下面我们分步骤来构造一个最简单的LOD模型示例：

步骤1：准备3组模型，高精度模型，中精度模型，和低精度模型，并按照复杂程度自高向低的为模型命名，如“模型名称LODO0”、“模型名称LOD1”等，最后的数字序号越低，表示复杂程度越高。如图所示：

步骤2：定义一个空对象，添加LODGroup组件，如图所示：

步骤三：分别将刚刚准备好的三种不同精度的模型，拖拽到空对象的LODGroup组件的各个级别上。首先给LOD组件的“LOD 0”（LOD 0 表示摄像机最近距离显示）添加对应的模型。（LOD 0 对应高精度模型，然后拖拽到Add上面即可）如图所示：

步骤四：在LOD组件添加模型的过程中会d出如图所示的提示信息，表明要把添加的模型作为LODGroup组件所属对象的子物体，单击"Yes,Reparent"按钮即可。

步骤五：为使构造的LOD游戏对象显示得更加自然，需要把LOD下的三个子物体进行”对齐“处理。（将其相对于父物体的坐标置为0）如图所示：

步骤六：在Scenes视图中，拖动摄像机分别近距离与远距离观察模型的变化。

注：Project Settings中与LOD组件相关参数

     LOD Bias和Maximum LOD Level  

- 执行unity编辑器菜单：Edit >Project Settings >Quality，会打开Quality Setting窗口 ，找到Other下的参数，如图所示：

Maximum LOD Level：是最大LOD级别，表示游戏中使用的最高LOD级别。在该级别以上的模型不会被使用，并且在编译时忽略。（这将节省存储空间和内存空间）。

Bias LOD：LOD偏离 ，LOD级别基于物体在屏幕上的大小。当物体大小在两个LOD级别之间，可以选择使用低细节模型或高细节模型。数值取值范围为0-1，数值越接近0，越偏向于选择低细节模型。大白话描述即是：如果该值小那么，摄像机离物体距离稍微有些变化，不同细节物体即会切换，该值大，那么摄像机需要与物体有很大的距离才会切换。

https://catlikecoding.com/unity/tutorials/custom-srp/lod-and-reflections/

​ 离远时，细节过多的物体会因太小而模糊不清，最好的方式就是不渲染它们，让CPU内存占用减少，让GPU渲染更为重要的东西。我们也可以提前剔除这些物体，不过突然剔除可能会造成视觉问题，我们可以添加一些中间过渡的状态，Unity使用LOD(level of detail)组来完成。

​ 我们可以创建一个空对象，然后添加一个 LODGroup 组件：

​ 百分比即物体在窗口中的占比。我们可以点击任一LOD级别，然后赋予一个要显示的物体。

​ LOD组的渐变模式有 Cross Fade 和 Speed Tree ，Corss Fade即交叉渐变，会提前显示下一LOD级别的物体，交叉过渡，Speed Tree用于 Speed Tree 的树，可在网格和公告板间过渡。

​ 切换为 Cross Fade 后，我们可以点击任一LOD级别，调节 Fade Transition Width 滑条，数值越低越早混合，0表示不混合，1表示立即切换。

​ 开启交叉渐变后，会同时渲染两个LOD级别，我们需要在对应的shader中添加相应关键字生成shader变体：

​ 物体的渐变程度可由 UnityPerDraw 缓冲中的 unity_LODFade 获得，X组件是渐变因数，比如可以这样观察LOD渐变因数：

​ 我们可以开启 Animate Cross-fading 选项，这样的渐变符合平滑动画曲线。默认的动画时间是0.5s，我们可以通过 LODGroup.corssFadeAnimationDuration 属性修改长度。

​ 向场景中添加细节的另一种方式是添加环境高光反射，这对于金属度高的表面来说非常重要。

​ 我们已经支持了漫反射全局光照，取决于BRDF的漫反射颜色，现在添加高光全局光照。添加一个 IndirectBRDF 方法，一开始只返回漫反射光：

​ 在一开始添加反射光颜色，包括GI高光和BRDF高光颜色：

​ 使用粗糙度散射这些反射，我们除以粗糙度的二次方，防止分母为0加1：

​ 在 GetLighting 中替换直接计算的间接光漫反射：

​ 最常见的环境就是天空盒，可通过 unity_SpecCube0 获得相应立方体贴图纹理：

​ 添加一个采样方法 SampleEnvironment ，方法中使用 SAMPLE_TEXTURECUBE_LOD 来采样，最后一个参数是mipmap级别，这里先设为最大mipmap级别：

​ 我们需要通过反射光方向来采样，而这个我们可看见的反射光方向也就是观察方向的反射：

​ 然后，在GI中添加高光属性，在 GetGI 中采样获得：

​ 之后在 GetLighting 中的 IndirectBRDF 中传入正确的GI高光颜色：

​ 想起作用的话，需要配置逐物体数据标志：

​ 粗糙表面不仅会散射高光的强度，还会为高光添加一定的混乱度。Unity通过使用较低级别的mipmap模糊环境贴图来模拟这些效果。为得到正确的mipmap等级，我们需要知道人所感知的粗糙度。将其添加到BRDF结构体中：

​ 我们使用 PerceptualSmoothnessToPerceptualRoughness 来获得感知粗糙度，然后获得我们想要的表面粗糙度，这些方法定义在 Core RP 的 CommonMaterial.hlsl 中:

​ 接着我们通过定义在 ImageBasedLighting.hlsl 中的 PerceptualRoughnessToMipmapLevel 来获得正确的mipmap级别：

​PerceptualRoughnessToMipmapLevel :

​ 然后在 GetGI 和 LitPassFragment 中应用：

​ 表面的一种属性是当沿着掠射角观察时，会看起来完全是镜面，这种现象称之为菲涅尔反射。真实的菲涅尔非常复杂，我们用一种模拟边界的方式来模拟菲涅尔效应。

​ 这里使用Schlick的模拟的变体：

​ 在 IndirectBRDF 中，我们用1-法线与观察防线的点积来影响菲涅尔的强度，并进行4次幂运算：

​ 然后使用菲涅尔强度在菲涅尔颜色和高光间插值：

​ 在shader中添加相应的属性：

​ 在 LitInput 中声明相应的变量：

​ 在 Surface 结构体中添加菲涅尔强度的属性：

​ 在 IndirectBRDF 中应用：

​ 默认的环境立方体贴图只包含天空盒，不包含场景中的其它物体。为了反射所有东西，我们可以添加反射探针， GameObject/Light/Refelection Probe 。反射探针从它所在位置将场景渲染到一个立方体贴图中，因为与位置有关，往往需要在场景中防止多个反射探针：

​ 反射探针的类型默认设置为 Baked ，即只渲染一次，我们还可以设置为 Realtime 。

​ 场景中根据物体的摆放，我们设置多个反射探针，但这也意味着可能会破坏GPU批处理。

​ 物体的 MeshRenderer 中的 Anchor Override 可以用来调整物体使用哪个探针：

​ 反射探针也有多种混合模式可以选择，默认是 Blend Probes ，即可以在最佳的两个反射探针间混合，但该模式不支持SRP批处理。因此，目前暂时仅支持关闭 Off ，以及 Simple ，选择最重要的探针。

​ 立方体贴图数据可以是LDR或HDR的，要HDR的话，可以这么声明：

​ 然后使用 DecodeHDREnvironment 来解码：

unity远处纹理看不到是因为设置了LOD了,或者是渲染选项做了设置。仔细检查发现并没有。只好开始Google。

最后确定,是【贴图设置】中的【Generate Mip Maps】选项被勾选了。

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