PowerVR光线追踪在Unity 5中提供交互式光照贴图编辑

去年，我们推出了一系列PowerVR光线追踪的演示，其设计旨在显著改善实时和离线渲染的美感。其中，有一个不错的案例是将交互光照贴图功能嵌入在即将发布的 Unity 5升级版中。尽管Imagination主要是给芯片厂商授权硬件GPU IP，但通过在CPU上使用光线追踪技术，我们同样也支持Unity的“一次写入四处运行”理念。即使通用的CPU性能有限，交互式光线追踪仍是为游戏玩家带来前所未有的质感和快速反馈体验的关键。

这种方法使开发人员能够加速光烘焙过程，并在游戏过程中，获得光照贴图将呈现何种状态的交互式反馈信息。

即将发布的Unity 5光照贴图功能使用了PowerVR光线追踪，以用于预烘焙光照。如此一来，开发人员和游戏玩家可以获得无偏差的基于物理的全局光照（GI），以及任何关于场景变化的交互式反馈信息，包括更改材料、几何图形或光照等。

在Imagination PowerVR的核心中，基于光线追踪的光照贴图系统是产品渲染器的核心，其开发已逾18年。它已经在许多好莱坞电影的制作中投入使用，且通过在一些高要求的作品中使用，已积累了丰富的经验。Imagination和Unity的工程师们投入了大量的时间，来确保工作流的无缝集成和质量的完美无暇。

基于PowerVR光线追踪的光照贴图器按预期集成，其使用的UI对于Unity的忠实客户而言耳熟能详。且通过选择复选框，光照贴图器可以在后台运行，而后台聚集的是已改善的结果。

这种方法被称之为逐步细化。你可以将之看作真正的相机。短曝光指的是图像噪声，看起来就像光照贴图里的不均匀处或斑点。随着时间的推移，我们可以拍摄越来越多的光线，而光照效果则越来越好。

每当有事物干扰光照贴图——如改变几何位置、材料或光设置等，光照贴图便需要重置，烘焙则使用新的设置重新开始。全局光照便是如此；场景中的任何事物都可能影响光照。换言之，我们无法获知光线反弹的位置，直到追踪光线将位置找出来。

以上是同样的场景，但是窗口只显示了使用少量样品(光线)的烘焙光照贴图，且没有材料着色。即使是在早期阶段，开发人员也能够看到场景中的光线如何，故而可以快速发现任何错误。

这是与之前相同的场景，但使用了更多的光线样品。随着后台光照贴图的不断精炼，开发人员仍可以在场景中继续工作。

该场景使用了充足的光线来消除可辨噪声。

以下视频将演示运行中的工具。

在此功能下，光线追踪完全在CPU上运行，其结果也具有开创性。如果使用PowerVR Wizard GPU，我们还可以进一步加速这个过程，其光线追踪比目前可用的CPU或GPU，效率要强数百倍，通过简单的着色器中每瓦的光线便可以测量。

该截图取自The Outsiders工作室的作品Project Wight。其展示了光照贴图器如何为真实的产品环境提供理想的工作流。

这个截图展示了如何将该技术用于不同的艺术风格中。

关于游戏中现实主义和交互性的局限之处，游戏开发人员可以使用不同类型的技巧进行推进，而快速光线追踪则改变了这一游戏规则。Imagination和Unity进行了合作，共同从事一项惊人的研究，即在Unity 5中使用及直接用于游戏体验的PowerVR光线追踪技术。

在后续的文章中，我们将深入探讨，并展示使用帧速率为30fps或60 fps的光照贴图烘焙，创建完美的全交互式全局光照。

您是否期待Unity 5光照贴图预览功能？您是否对新PowerVR光线追踪IP感兴趣？请记得给我们留言。

本文作者卢克·彼得森，是旧金山imagination PVR研发中心研发与战略部负责人；特拉维斯·霍普金斯是旧金山Imagination PowerVR光线追踪软件开发工程师。

Luke Peterson 卢克·彼得森

首先作为Caustic Graphics的共同创始人，然后在Imagination收购Caustic之后。