阴影

Unity 的灯光可以将 阴影 从一个游戏对象投射到自身的其他部分或是附近的其他游戏对象上。阴影以『扁平』的方式体现游戏对象的尺寸和位置，因此可以为场景添加一定程度的深度和真实感。

场景视图中的游戏对象正在投射阴影

阴影如何工作？

考虑一种最简单的情况，在场景中只有单个光源。光线从光源出发并沿着直线传播，最终可能会碰撞到场景中的游戏对象。一旦光线碰撞到某个游戏对象，光线将无法继续传播和照亮前方的任何其他游戏对象（例如，光线无法通过第一个游戏对象，并从该游戏对象上反弹离开）。游戏对象投射的阴影不过是一些不被照亮的区域，因为光线无法到达这些区域。

观察阴影的另一个方式是，想象在光源位置处有一个摄像机。场景中的阴影区域恰好是摄像机无法看到的区域。

A “light’s eye view” of the same scene
同一场景中，光源位置的眼睛所看到的视图

事实上，这正是 Unity 确定阴影位置的方式。光源使用与摄像机相同的原理，来『渲染』光源视角范围内的场景。光源像摄像机一样使用一个深度缓存系统，持续跟踪面向光源的表面；只有位于视线中的表面接受光照，其他所有表面则都在阴影中。这里的深度映射称为 阴影映射（你可以在阴影映射的 维基百科页 中找到更多信息）。

开启阴影

使用检视视图中的 Shadow Type 属性来开启和定义来自单个光源的阴影。

Shadow Type 阴影类型

选项 Hard Shadows 产生具有尖锐边缘的阴影。与 Soft Shadows 相比，它不是特别逼真，但是只涉及较少的计算，并且对于大多数场合是可接受的。Soft Shadows 则可以减少阴影纹理的『块状』混叠效应。

Strength 阴影强度

决定阴影的暗度。一般来说，某些光线会被大气层散射，和被其他游戏对象反射，所以通常不希望阴影被设置为最大暗度。

Resolution 阴影分辨率

设置阴影纹理在『摄像机』上的的渲染分辨率。如果阴影具有非常明显的边缘，那么可能需要增大该值。

Bias 阴影偏差

微调阴影的位置和定义。相关详细信息，请参阅下面的 阴影映射和偏差属性 Bias。

Normal Bias 阴影法线偏差

微调阴影的位置和定义。相关详细信息，请参阅下面的 阴影映射和偏差属性 Bias。

Shadow Near Plane 阴影近剪裁平面

允许在渲染阴影时选择近剪裁平面的 Near 值。如果游戏对象到光源的距离小于该值，这不会投射任何阴影。

场景中的每个 网格渲染器 Mesh Renderer 还具有 投射阴影 Cast Shadows 和 接收阴影 Receive Shadows 属性，它们必须按需开启。

在 投射阴影 Cast Shadows 的下拉菜单中选择 On 或 Off 可以开启或禁用该网格投射阴影。或者选择 Two Sided，以允许表面的两面都投射阴影（此时，背面剔除被忽略）；或者选择 Shadows Only，以允许一个不可见的游戏对象投射阴影。

阴影映射和偏差属性 Bias

光源的阴影在渲染最终场景期间被确定。当场景被渲染到主摄像机视图时，视图中每个像素的位置被转换为光源坐标。比较表面像素和阴影纹理中像素距光源的距离。如果表面像素的距离更远，那么表面像素可能被它与光源之间的另一个游戏对象所遮挡，所以它不会被照亮。

正确的投影

被光源直接照亮的表面，有时看起来部分位于阴影中。这是因为位于阴影中特定距离的像素，有时被计算为更远（这是使用了阴影过滤，或是为阴影纹理设置了低分辨率图像）。最终，位于阴影中的像素上的图纹，原本应该被真正照亮，却产生了成为了『阴影痤疮』的视觉效果。

错误的自投影产生了阴影痤疮

为了防止阴影痤疮，可以让阴影纹理的距离加上 Bias 值，以确保位于边界的像素通过距离比较，或者，在渲染阴影纹理时，稍微修正游戏对象的法线。当开启阴影时，这些值可以通过灯光检视视图中的 阴影偏差 Bias 和 阴影法线偏差 Normal Bias 属性设置。

不要将 阴影偏差 Bias 设置的太大，因为阴影周围靠近游戏对象的区域有时会被错误地照亮。从而导致阴影和游戏对象分离，使得游戏对象看起来好像是在地面上空飞行。

阴影偏差 Bias 过大，使得阴影与游戏对象分离。

同样地，阴影法线偏差 Normal Bias 过大，会使阴影相比游戏对象显得太窄：

阴影法线偏差 Normal Bias 过大，使得阴影的形状太窄

在某些情况下，阴影法线偏差 Normal Bias 可能导致称为『光线泄漏』的意外效果，光线穿过相邻的几何体，泄漏到被遮盖的区域。一个可行的解决方案是，打开游戏对象的 网格渲染器 Mesh Renderer，修改 Cast Shadows 属性为 Two Sided。但是这个方案可能需要更多的计算资源，增加渲染场景时的性能开销，尽管它在某些情况下确实有效。

为了避免发生这种意外效果，光源的阴影偏差可能需要调整。通常，通过眼睛来判定正确的偏差值更容易些，而不是尝试通过计算获得。

为了进一步防止阴影痤疮，我们使用了一种成为『阴影着陆』的技术（参见 平行光阴影：阴影着陆）。通常，这种技术是有效的，并且可以为非常大的三角形创建人为的视觉效果。

设置较低的 阴影近剪裁平面偏移 Shadow near plane offset 值，导致阴影中的孔状效果。

调整 阴影近剪裁平面偏移 Shadow Near Plane Offset 属性，可以解决这个问题。该值太大，也会导致阴影痤疮。

正确的投影