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創造高清3D虛擬世界:Unity引擎HDRP高清渲染管線實戰 版權信息
- ISBN：9787121416590
- 條形碼：9787121416590 ; 978-7-121-41659-0
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
創造高清3D虛擬世界:Unity引擎HDRP高清渲染管線實戰 本書特色
√ Unity大中華區總裁、全球資深副總裁傾情作序，面向SRP（Scriptable Render Pipeline，可編程渲染管線 ）這一Unity新版震撼性解決方案的必經學習之路。 √ 曾在完美世界等游戲電影公司叱咤現活躍于Unity開發者社區的棟哥，不僅在應用層面解釋HDPR概念與參數，更深入剖析背后機制，便于讀者在真實開發中速查。 √ 鑒于游戲大廠紛紛把研發重心轉移到高品質渲染，讀者無論從事藝術設計還是深耕圖形技術，都可以通過HDRP提升創造力，將3A游戲和電影畫質運用到作品中。 √ HDRP面向高端硬件與云游戲，支持PC|Xbox|PlayStation平臺游戲，高畫質VR項目，Oculus Rift、HTC Vive系列頭盔，及Windows Mixed Reality平臺VR設備等。
創造高清3D虛擬世界:Unity引擎HDRP高清渲染管線實戰 內容簡介
《創造高清3D虛擬世界：Unity引擎HDRP高清渲染管線實戰》共11章，不僅包含HDRP入門基礎，更通過剖析優秀案例對高清渲染管線的主體框架和各種特性進行闡述，如完全基于物理的光照和材質系統、體積光與霧效設置、光照烘焙及實時后處理效果等。本書全方位講解如何使用Unity HDRP高清渲染技術來制作高質量畫面內容。讀者不管是在開發游戲、影視動畫，還是在開發VR游戲、互動應用，都可以從本書中找到所需的高畫質內容制作技術。本書進階部分包括HDRP在VR中的具體應用方法、Unity實時光線追蹤的具體用法，以及如何使用Debug系統和Custom Pass高級應用等。書中包含兩個完整的Unity項目及相關操作步驟，讀者一邊操作一邊閱讀，即可把書中學到的技術直接應用到自己的項目中。
創造高清3D虛擬世界:Unity引擎HDRP高清渲染管線實戰 目錄
第1章 HDRP入門1
1.1 摘要 1
1.2 離線渲染和實時渲染 8
1.2.1 建模功能（ProBuilder、ProGrid和PolyBrush套件）8
1.2.2 Timeline（非線編工具）9
1.2.3 Cinemachine（智能攝像機系統）9
1.2.4 HD.Post.Processing.Effect（HDRP專用后期特效模塊）9
1.2.5 可視化著色器編程工具Shader.Graph 9
1.2.6 高級特效開發工具Visual.Effect.Graph 9
1.2.7 視頻和動畫輸出工具Unity.Recorder 9
1.2.8 HDRP針對不同材質的模擬10
1.3 在DCC軟件中準備模型資產 10
1.3.1 在DCC軟件中使用的尺寸單位要與Unity統一 10
1.3.2 只在需要的地方使用三角面11
1.3.3 紋理制作 11
1.3.4 支持FBX、USD和Alembic格式的資產導入11
1.3.5 Unity.Reflect支持導入Autodesk.Revit資產 11
1.4 Unity HDRP項目設置 12
1.4.1 創建一個基于高清渲染管線（HDRP）的Unity項目 12
1.4.2 通過示例項目了解HDRP相關的概念和模塊 16
1.5 學習渠道 52
1.6 本章總結 53
第2章 實現市政廳辦公室場景54
2.1 摘要 54
2.2 實戰項目詳解 55
2.2.1 使用Volume框架設置環境 58
2.2.2 添加屏幕后處理效果 62
2.2.3 添加光源、Light.Probe（光照探針）和Reflection.Probe（反射探針）64
2.2.4 烘焙光照貼圖 69
2.3 本章總結 74
第3章 HDRP配置文件和Volume框架詳解 75
3.1 摘要 75
3.2 HDRP配置文件（HDRP Asset）介紹 75
3.2.1 Frame.Settings（幀設置）75
3.2.2 Volume框架 77
3.2.3 針對不同平臺使用不同的HDRP配置文件 94
3.3 Volume框架詳解 96
3.3.1 Exposure（曝光控制）99
3.3.2 Fog（霧效制作）110
3.3.3 Lighting（光照）121
3.3.4 Material（材質）121
3.3.5 Shadowing（陰影處理）122
3.3.6 Sky（天空）122
3.3.7 Post-processing（后處理）126
3.3.8 Ray.Tracing（實時光線追蹤）126
3.3.9 Local.Volume（本地Volume）使用示例 126
3.4 本章總結 130
第4章 HDRP光照系統詳解 131
4.1 摘要 131
4.2 Sponza_Day_Lighting場景打光步驟解析 131
4.2.1 步驟1：啟用Scene.Settings.Volume 134
4.2.2 步驟2：啟用Directional.Light（平行光）136
4.2.3 步驟3：啟用Volume中的自動曝光控制138
4.2.4 步驟4：啟用所有燈籠模型和點光源139
4.2.5 步驟5：啟用場景中所有反射探針（Reflection.Probe）140
4.2.6 步驟6：啟用場景中的光照探針組（Light.Probe.Group）143
4.2.7 步驟7：完成整個場景的光照烘焙145
4.2.8 步驟8：增強間接光強度150
4.2.9 步驟9：處理陰影和環境光遮蔽154
4.2.10 步驟10：添加霧效 166
4.2.11 步驟11：畫面抗鋸齒處理168
4.2.12 步驟12：添加后處理Volume組件 171
4.3 Sponza_Night_Lighting場景打光步驟解析 173
4.3.1 修改Directional.Light設置173
4.3.2 修改Scene.Settings.Volume→HDRI.Sky設置174
4.3.3 修改Scene.Settings.Volume→Exposure（曝光）設置174
4.3.4 修改Scene.Settings.Volume→Fog（霧效）設置175
4.3.5 修改Scene.Settings.Volume→Contact.Shadow（接觸陰影）設置 175
4.3.6 修改Post.Processing.Volume→Color.Adjustment（顏色調整）設置 175
4.3.7 修改Post.Processing.Volume→White.Balance（白平衡）設置176
4.4 光源類型和模式 177
4.4.1 Unity中的光源類型有哪幾種 177
4.4.2 Unity中的光照單位200
4.4.3 如何制作和使用Light.Cookie為燈光添加更多細節201
4.4.4 光照相關的常見問題匯總204
4.5 光源分層 212
4.5.1 光源分層的作用 212
4.5.2 光源分層實例講解 212
4.6 使用光照探針 217
4.6.1 為什么要使用光照探針 217
4.6.2 使用光照探針的基本步驟 218
4.6.3 Mesh.Renderer組件中的Probes選項詳解 223
4.6.4 如何使用Mesh.Renderer組件的Probes→Anchor.Override參數 227
4.6.5 如果打開了Lighting窗口中Debug.Settings中的All.Probes.No.Cells選項，但是在Scene窗口看不到光照探針如何處理 230
4.7 使用Reflection Probe為場景提供反射信息 231
4.7.1 Screen.Space.Reflection（屏幕空間反射）231
4.7.2 Reflection.Probe（反射探針）233
4.7.3 Sky.reflection（天空反射）242
4.8 陰影 242
4.8.1 陰影的種類和三種光照模式 242
4.8.2 兩種Shadowmask模式下的陰影表現 244
4.8.3 陰影的投射距離設置248
4.8.4 Distance.Shadowmask和Shadowmask兩種模式對性能的影響248
4.9 本章總結 .249
第5章 Lightmapping（光照烘焙）詳解250
5.1 摘要 .250
5.2 漸進式光照貼圖烘焙對場景中的模型有什么要求 252
5.3 漸進式光照貼圖烘焙對硬件的要求是什么？支持Unity的哪些渲染管線 257
5.4 進行漸進式光照貼圖烘焙時烘焙出來的是什么 257
5.5 漸進式光照貼圖烘焙的CPU版本和GPU版本有什么區別 261
5.6 光照貼圖烘焙界面參數詳解 261
5.7 不同顯卡對GPU版本的烘焙效率有什么影響 275
5.8 相同場景使用CPU烘焙需要多長時間 279
5.9 為什么GPU版本在烘焙的過程中，有時會自動切換成CPU版本 279
5.10 如何避免GPU烘焙自動切換成CPU烘焙 280
5.11 如何解決光照貼圖接縫問題 282
5.12 如何整體地查看光照貼圖的不同組成部分 283
5.13 如何查看場景中的模型在光照貼圖中的位置？
如何調整模型在光照貼圖中的占比大小 284
5.14 本章總結 288
第6章 HDRP材質詳解 289
6.1 摘要 289
6.2 使用Lit著色器制作典型材質 290
6.2.1 木頭材質 290
6.2.2 冰箱材質 298
6.2.3 陶瓷材質 300
6.2.4。ㄆ胀ǎ┎ＡР馁| 306
6.2.5。◣д凵涞模┎ＡР馁|312
6.2.6 半透明材質和次表面散射材質317
6.2.7 自發光材質 327
6.2.8 Decal（貼花）的具體使用方法 330
6.3 渲染器和材質優先級 339
6.4 使用HDRP自帶的示例材質庫 340
6.4.1 金屬箔材質 342
6.4.2 肥皂泡材質 345
6.5 本章總結 348
第7章 Post.Processing后處理詳解 350
7.1 摘要 350
7.2 為場景添加后處理效果的步驟 351
7.3 后處理效果應用順序和效果組合 351
7.4 HDRP中的后處理效果 352
7.4.1 Tonemapping（色調映射）353
7.4.2 White.Balance（白平衡）354
7.4.3 Bloom（泛光）354
7.4.4 Film.Grain（膠片顆粒）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（鏡頭畸變）360
7.4.8 Motion.Blur（運動模糊）360
7.4.9 Chromatic.Aberration（色差）362
7.4.10 Vignette（暈映）363
7.4.11 Lift、Gamma和Gain（顏色分級）364
7.4.12 Channel.Mixer（通道混合）365
7.4.13 Color.Curve（顏色曲線）366
7.4.14 Color.Adjustment（顏色調整）367
7.4.15 Split.Toning（分離調色）368
7.4.16 Shadow、Midtones、Highlights（陰影、中間調、高光）369
7.5 本章總結 370
第8章 HDRP.Debug窗口介紹371
8.1 摘要 371
8.2 Material（材質）相關的Debug窗口 372
8.3 Lighting（光照）相關的Debug窗口 374
8.4 Camera（相機）相關的Debug窗口 376
8.5 MatCap顯示模式的使用方法 378
8.6 本章總結 380
第9章 HDRP在VR中的應用 381
9.1 摘要 381
9.2 HDRP VR支持的平臺 381
9.2.1 系統要求 381
9.2.2 支持的平臺 382
9.3 配置HDRP項目以支持VR 382
9.4 可以應用到VR中的HDRP功能 387
9.5 將市政廳辦公室場景轉換成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 創建XR.Rig、控制器和瞬移區域 389
9.5.5 創建轉向系統 395
9.5.6 創建可交互物體 396
9.5.7 構建項目到設備 397
9.6 在VR設備中進行Debug 398
9.7 本章總結 400
第10章 HDRP.Custom.Pass應用401
10.1 摘要 401
10.2 Custom Pass實例解析 401
10.2.1 實例講解1 402
10.2.2 實例講解2 407
10.3 如何查看Custom Pass的渲染階段 408
10.4 本章總結 409
第11章 HDRP實時光線追蹤項目應用410
11.1 摘要 410
11.1.1 運行光追應用所需的軟硬件411
11.1.2 Unity光追功能在編輯器中的位置 411
11.2 配置HDRP光追項目 414
11.2.1 將普通HDRP項目升級到支持光追的HDRP項目414
11.2.2 進一步設置HDRP配置文件（HDRP.Asset）啟用相關的光追功能 417
11.2.3 在HDRP.Default.Settings界面啟用相機的Frame.Settings中的光追功能 421
11.2.4 在Scene窗口打開相機的抗鋸齒功能和啟用刷新設置 422
11.3 光追功能的使用方法 423
11.3.1 環境光遮蔽 424
11.3.2 屏幕空間反射 427
11.3.3 屏幕空間全局光 431
11.3.4 Light.Cluster的使用 433
11.3.5 屏幕空間陰影 439
11.3.6 次表面散射 443
11.3.7 遞歸式渲染 450
11.3.8 路徑追蹤 453
11.4 本章總結 457
附錄A 基于物理的光照單位和參考數值（參考自Unity.HDRP官方文檔）458
附錄B 色溫（Color.Temperature）463
附錄C 在Unity中制作高質量的光照效果 464
展開全部
創造高清3D虛擬世界:Unity引擎HDRP高清渲染管線實戰 節選
推薦序4 隨著計算機科學和相關硬件產品日新月異的發展，實時渲染技術正被迅速地應用于我們生活的方方面面。從AR互動到虛擬偶像，從電視短片到動畫電影，從手機休閑游戲到開放世界電腦游戲，日益完善的實時渲染技術正幫助我們把無窮無盡的奇思妙想幻化成真。 Unity作為一款在業內得到廣泛認可與應用的實時渲染引擎，在2018年推出了致力于實現完美畫面效果的專用渲染管線——高清渲染管線（HDRP）。HDRP不僅繼承了Unity傳統渲染管線一貫的易開發、強兼容等特點，更融入了大量前沿的實時渲染技術和工具，一經發布便迅速成為推動Unity躋身實時渲染引擎陣營的重要利器。作為一名與時俱進的計算機圖形開發者，無論你是從事藝術設計，還是深耕圖形技術，掌握HDRP的使用都會令你的創造力如虎添翼。 本書是一部極為出色的講述Unity高清渲染管線的著作。全書共分11章，不僅包含了HDRP入門的基礎知識，更通過剖析優秀案例，對高清渲染管線的主體框架和各種特性進行了全方位的闡述，如完全基于物理的光照和材質系統、體積光與霧效設置、光照烘焙以及實時后處理效果等。在此基礎上，進一步結合真實的VR開發實戰，使讀者深刻體會HDRP為不同的領域帶來的震撼進步。 作者楊棟，時任Unity大中華區平臺技術總監，不僅自身在專業領域造詣深厚，更幫助業內大量開發者走向成功，同時也是我在事業上的指路人。 誠然，這是一本進階型的技術圖書，主要面向對Unity引擎基礎知識有一定了解的讀者。 但作者依舊對書中一些較為繁復的專業術語進行了精妙的解釋，以方便讀者理解。同時配合大量的圖例和圖表，將看似眼花繚亂的HDRP參數設置抽絲剝繭，一目了然地呈現在讀者面前。 更加難能可貴的是，作者不僅在應用層面對這些概念與參數進行了解釋，更對部分參數背后的理論機制進行了深入淺出的介紹，如“物理光照”功能背后的真實世界光照原理及參數說明。這使得本書在真正意義上可以作為一本開發過程中的參考書籍來使用。 雖然在這個知識爆炸的時代，我們比任何時候都更容易獲取新技術與新平臺的參考資料，但能將這些至關重要的專業知識以曉暢、清晰、誠懇的文字記錄成書，實屬難得。希望此書可以為更多讀者答疑解惑，助其在創造實時高清虛擬世界的道路上易道良馬，勢如破竹。 ——亢伉 Unity大中華區高級技術美術/Unity實時渲染動畫短片《Windup》技術美術 推薦序5 中國游戲市場剛剛經歷了幾年快的發展，這幾年也是手機游戲爆炸式增長的幾年。在過去這幾年的時間里，極少有游戲去追求極致的畫面，一方面是由于手機硬件的限制，很多渲染效果不能簡單地從PC平臺搬到手機平臺，更重要的原因是在手機游戲這片新興的藍海市場里，游戲開發速度成了游戲成功重要的因素之一，而追求渲染質量一定會拖慢游戲的開發進度。 而眼下，這個趨勢正在發生改變。手機游戲市場漸趨飽和，游戲玩法的發揮空間已經開始受限，幾乎所有的游戲大廠都紛紛把研發的重心轉移到高品質渲染的方向上，Unity的HDRP高清渲染管線剛好應運而生。 在游戲市場上，HDRP可以滿足以下幾種類型的游戲需求。首先HDRP是面向高端硬件的，它是集成了各種渲染技術的解決方案。因此它的應用場景是PC、主機平臺AAA游戲，或者云游戲。目前大部分的中國游戲公司新立項的游戲仍然以手機平臺為主。因為本人負責Unity中國區企業客戶的技術支持業務，近已經接觸到一些游戲公司開始立項對標國外AAA游戲的PC、主機游戲，并且使用的都是的HDRP。由此可見，單純的手機平臺已 經不能滿足游戲大廠的需求，而HDRP剛好是開拓其他平臺的**工具。 如果說PC、主機游戲已經在路上，云游戲則可以說剛開始起跑，它給我們打開了一個新的窗口。因為手機或機頂盒之類的硬件在渲染性能上有種種限制，我們很難在移動平臺上實現主機AAA游戲的畫面效果。而云游戲允許在云端硬件上運行Unity HDRP游戲，并實時串流到手機上操作。這樣在手機上暢玩各種主機大作將不再是夢。未來云游戲如果想體現出同本地手機游戲的差異，HDRP剛好是一個不錯的選擇。 除了游戲行業，工業方向的某些應用場景也對渲染質量提出了更高的要求。去年Unity聯合寶馬公司推出了面向汽車行業的demo，其中不僅使用了版HDRP的各種渲染特性，更是增加了Nvidia的光線追蹤功能。其表現出來的車身的動態反射效果，以及水晶材質的折射效果，與傳統離線渲染器的效果相比別無二致。Unity的光線追蹤功能是內建在HDRP中的，使用這些功能也非常簡單，只需要在HDRP中打開幾個開關即可。 看了以上的HDRP介紹，仍然在開發手機平臺游戲的開發者可能會有微微的遺憾，畢竟HDRP目前還不支持運行在手機硬件上。其實Unity官方已經關注到了手機平臺游戲對更高畫質的需求，我們正在開展將HDRP移植到移動平臺的工作，相信HDRP的應用場景會越來越廣。 ——張黎明 資深計算機圖形學專家/Unity大中華區技術總監 推薦序6 我遇到過許多成就非凡的Unity開發者，他們并非全都技術超群，但卻有一個共同點，那就是對于未來的目標都有無與倫比的熱情，向世人訴說自己故事的熱情沒有被任何的挫折澆滅： “Bug我自己會修了！” 我也看到更多的新人開發者加入，跌跌撞撞地走在開發這條路上，F實是入門容易進階難，我們得把社群團結得更緊密。 “不是在UI上拖來拖去就能做好了嗎？被騙了！” 所以棟哥和我們的使命，就是輔導各位做出更多媲美國外游戲的好作品。哪怕只是一點點的幫助，我們也很欣慰。這本HDRP實戰圣典非常詳細地描述了面板配置，正是開發者欠缺的工具書。本書解決了網上查找功能信息的不便。書中針對HDRP的功能描述也非常專業，整整11章內容外加附錄，知識相當扎實，強烈推薦！ “我是為了里面的工程買的！” 希望你從這本書學到的不只是應用知識，更希望你在未來碰到棟哥時告訴他，因為他的書你開了什么腦洞。 “泡方便面不算！” 不知道要走多遠的路你才能獲得成功，但保持熱情有一天你定會成為開發者。希望這本書是協助你走在這條路上的好幫手。 ——羅志達（達哥） Unity大中華區技術經理 推薦序7 自從2004年Unity誕生以來，其一直以游戲引擎的標簽為人所知。但事實上，Unity更是一個應用場景廣泛的實時3D內容創作平臺。除了游戲行業，Unity也越來越多地出現在AEC（Architecture, Engineering and Construction）相關的領域中。大量VR/AR/MR應用使用Unity作為開發平臺，這也讓越來越多的用戶體驗到了實時3D內容帶來的沉浸感。而為了使3D內容的創作者獲得功能更加強大、配置更加靈活的3D內容開發體驗，自Unity 2018版本開始，Unity在已有的渲染管線基礎上又推出了可編程渲染管線（簡稱SRP），而其中的高清渲染管線HDRP更是在圖像逼真度和可用性方面實現了巨大的技術飛躍。 本書的作者楊棟目前擔任Unity大中華區平臺技術總監，負責管理技術講師團隊和Unity產品管理團隊。他擁有豐富的Unity開發經驗，致力于將Unity的技術推廣給廣大開發者。我在Unity中國團隊服務時，也從棟哥身上學到了很多東西，相信本書一定能夠幫助讀者更好地使用Unity高清渲染管線HDRP，成為更優秀的3D內容創作者。 ——陳嘉棟 Microsoft MVP
創造高清3D虛擬世界:Unity引擎HDRP高清渲染管線實戰 作者簡介
楊棟目前擔任Unity大中華區平臺技術總監，負責管理技術講師團隊并參與Unity產品本地化等相關工作。他擁有豐富的Unity開發經驗，致力于將Unity的技術推廣給廣大開發者。有十余年的Web端和移動端項目研發經驗，多年的海外生活與工作經驗，曾參與完美世界北美分公司后臺數據平臺研發，并作為技術項目經理主導了完美世界海外手游SDK研發工作。
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