玩家反馈夜间太暗，但增加实时光源会掉帧，有没有那种既能提亮夜间视觉，又不增加太多GPU压力的环境光解决方案，最好能和昼夜系统无缝衔接的？
这是一个在大型开放世界手游开发中非常常见且棘手的问题！在保证视觉效果和沉浸感的同时，兼顾移动设备有限的GPU性能确实是个巨大的挑战。玩家反馈夜间太暗，往往是因为我们过度追求真实感，导致环境光照不足。下面我将提供几种主要的环境光解决方案，它们能够有效提亮夜间视觉，同时尽量控制性能开销，并能与昼夜系统良好集成。
核心思路： 避免或减少实时动态光源的计算，转而利用预计算、基于纹理或屏幕空间的“假”光照技术。
1. 预计算光照：烘焙光照贴图 (Lightmaps) 和光照探针 (Light Probes)
这是处理静态场景光照最经济高效的方法，尤其适用于大型开放世界。
光照贴图 (Lightmaps)：
- 原理： 在开发阶段将场景中静态几何体（如地形、建筑、固定道具）的全局光照信息（包括直接光和间接光）预先计算并存储到纹理中，运行时直接采样。
- 夜间应用： 可以专门为夜间场景烘焙一套独立的、亮度更高的光照贴图。这张贴图可以模拟月光、远处城市微弱的散射光、或者整体提高环境亮度。
- 昼夜衔接：
- 两套光照贴图混合： 最直接的方法是烘焙昼/夜两套光照贴图，在昼夜切换时，通过Shader或引擎API平滑地在两套贴图之间进行插值混合。这需要一定的内存开销来存储两套贴图，但渲染开销极低。
- 多套光照贴图 (更平滑)： 如果对过渡要求更高，可以烘焙多套，例如黄昏、黎明等，然后根据时间进行更精细的混合。
- 优点： 性能开销极低，光照质量高（包含全局光照），能有效提亮静态区域。
- 缺点： 无法影响动态物体；需要额外的内存存储贴图；烘焙耗时。
光照探针 (Light Probes)：
- 原理： 在场景中放置一系列点，预计算每个点周围的环境光信息（通常用球谐函数SH表示），运行时动态物体根据自身位置，插值周围光照探针数据来获取环境光照。
- 夜间应用： 放置在夜间场景中的光照探针会捕捉到烘焙时设定的夜间环境光（例如月光、天空盒的颜色），使动态角色和物体在夜间也能得到合理的环境光照。
- 昼夜衔接：
- 多套光照探针数据： 类似光照贴图，可以为夜间烘焙一套独立的光照探针数据。在昼夜切换时，动态物体的Shader可以插值昼/夜两套探针数据。
- 与动态天空盒结合： 光照探针可以从动态天空盒中采样光照信息，如果天空盒在昼夜循环中颜色和亮度变化，探针也能反映这种变化（但这种情况下探针可能需要实时更新或更频繁地烘焙，取决于引擎能力）。
- 优点： 解决了动态物体在预计算光照下的照明问题，性能开销低。
- 缺点： 效果不如实时光精确，采样分辨率有限。
2. 环境光照 (Ambient Light) 与天空盒 (Skybox)
这是最基础也是最有效的全局提亮手段。
全局环境光 (Global Ambient Color)：
- 原理： 设置一个全局的、无方向的环境颜色，它会均匀地照亮场景中的所有物体。
- 夜间应用： 在夜间时，将环境光颜色调整为深蓝色、紫色或灰色调，并适当提高其亮度。这能提供一个基础的底色，防止场景完全漆黑，同时保持夜间的氛围感。
- 昼夜衔接： 在昼夜系统中，根据时间平滑插值环境光的颜色和强度。例如，白天环境光可能偏向暖白，夜间则过渡到冷蓝。
- 优点： 性能开销几乎为零，是最简单的提亮方式。
- 缺点： 缺乏方向感和细节，容易让场景显得“平”或“灰蒙蒙”。
天空盒 (Skybox)：
- 原理： 一个包裹场景的立方体纹理，模拟远景天空。
- 夜间应用： 使用一张精心制作的夜间天空盒（包含月亮、星星、远处微弱的光源），其像素颜色可以作为场景环境光的来源之一（通过环境光探针或基于图像的照明）。
- 昼夜衔接：
- 多张天空盒混合： 准备昼、夜以及过渡时期的天空盒，根据时间进行纹理混合。
- 程序化天空盒： 使用Shader程序化生成天空盒，通过调整参数（如月亮位置、星星密度、大气散射颜色和强度）来模拟昼夜变化，这样能提供最平滑的过渡，并且天空盒的颜色可以直接影响环境光计算。
- 优点： 提供远处环境视觉，其颜色可以作为环境光来源，性能开销低。
3. 后期处理 (Post-processing Effects)
后期处理在不增加几何体和光源复杂度的前提下，能极大提升画面观感和夜间可见度。
曝光 (Exposure) / 自适应曝光：
- 原理： 模拟人眼在不同光照环境下瞳孔的开合，调整整体画面的亮度。
- 夜间应用： 在夜间将曝光值适当调高，让场景显得更亮。如果结合自适应曝光，玩家从亮区进入暗区时，画面会逐渐变亮，有效缓解“太暗”的感觉。
- 昼夜衔接： 昼夜系统驱动曝光参数的变化，白天曝光值低，夜晚曝光值高，平滑过渡。
- 优点： 整体画面提亮，模拟真实感，性能开销相对可控。
- 缺点： 可能会导致亮部过曝。
Bloom (泛光/辉光)：
- 原理： 让画面中特别亮的区域产生光晕效果。
- 夜间应用： 结合场景中的发光体（如路灯、火把、角色技能特效），Bloom能让这些光源看起来更明亮、更有“光感”，从而间接提亮周围区域的视觉。
- 昼夜衔接： Bloom强度可以根据昼夜进行调整，夜间可以适当增强，以突出微弱的光源。
- 优点： 增强光照的“感觉”，提升画面氛围感。
- 缺点： 可能有少量性能开销。
色彩校正 (Color Grading)：
- 原理： 调整画面整体的色调、饱和度、对比度等。
- 夜间应用： 专门为夜间场景定制色彩校正，例如增加冷色调，提高暗部对比度，或在不改变物理亮度的前提下，通过曲线调整让暗部细节更清晰。
- 昼夜衔接： 昼夜系统可以根据时间混合不同的色彩校正查找表 (LUT) 或调整色彩校正参数。
- 优点： 灵活调整画面风格，提升视觉表现力。
- 缺点： 少量性能开销。
4. “伪”光照与特定场景优化
对于一些局部或特殊的照明需求，可以采用更轻量的“欺骗”手段。
不发光材质自发光 (Unlit Emissive Materials)：
- 原理： 材质自身带有发光颜色，不参与光照计算，始终保持亮度。
- 夜间应用： 对于一些小的光源，如远处建筑的窗户灯、植物上的萤火虫、地上的发光蘑菇，使用自发光材质即可。它们不需要复杂的实时光照计算，但能提供视觉上的“点缀”和局部提亮。
- 优点： 性能开销极低。
- 缺点： 不产生实际光照影响周围物体，只影响自身视觉。
平面/精灵 (Sprite) 灯光：
- 原理： 在光源位置放置一个半透明的、带有光晕效果的平面或粒子特效。
- 夜间应用： 用于路灯、火炬等，它本身不计算光照，但其视觉效果能模拟光源的存在，并结合 Bloom 效果，可以提供不错的视觉感受。
- 优点： 性能开销低。
- 缺点： 无法影响周围几何体的明暗，仅为视觉欺骗。
地形细节渲染优化：
- 对于大型地形，在夜间可以考虑使用细节纹理的亮度通道来做微弱的发光，或者根据坡度、高度等参数，通过Shader增加一些环境反射光，让地形不至于一片死黑。
5. 昼夜系统无缝衔接的关键
- 参数统一管理： 将所有与光照相关的参数（主方向光强度/颜色、环境光颜色、天空盒纹理/参数、后期处理参数、光照贴图索引等）集中在一个昼夜管理器脚本中。
- 线性插值 (Lerp)： 在昼夜过渡时，管理器根据当前时间在白天和夜间的参数值之间进行线性插值。
- 曲线控制： 为了更自然的过渡，可以使用动画曲线 (Animation Curves) 来控制每个参数随时间变化的趋势，例如黎明和黄昏的亮度变化通常是非线性的。
- Shader变量更新： 在渲染管线中，确保所有使用这些光照参数的Shader都能接收到管理器更新的最新值。
总结建议：
对于大型开放世界手游，最推荐的方案是：
- 静态场景使用烘焙光照贴图： 烘焙昼/夜两套或多套光照贴图，并通过Shader进行混合过渡。
- 动态物体使用光照探针： 烘焙对应昼/夜的光照探针数据，动态物体采样插值。
- 结合程序化天空盒或多张天空盒混合： 提供视觉上的天空变化和环境光来源。
- 大量依赖后期处理： 尤其是曝光、Bloom和色彩校正，这些能以较低成本极大提升画面表现力和夜间可见度。
- 对于局部小光源，多用自发光材质和平面/精灵灯光： 避免使用昂贵的实时光源。
通过这些组合拳，你将能在不牺牲过多性能的前提下，有效解决夜间场景过暗的问题，并实现平滑自然的昼夜过渡。祝你的游戏开发顺利！
