LODGroup VS ShaderLOD
前言
LOD（Level Of Detais）多細節層次。在游戲中，根據攝像機與模型的距離，來決定顯示哪一個模型，往往離得近顯示高模，離得遠顯示低模。LOD技術在大場景的應用非常普遍，在展示遠景作用非常大。
網絡上關於UnityLOD技術大多是關於LODGroup，這里我會簡單介紹，而實際上shader上的LOD功能對性能優化也是非常有用的。
LOD Group
首先創建一個Cube並為其添加LOD Group組件
為Cube創建作為低模顯示的子物體，這里使用一個球體和一個膠囊體。
設置LOD Group
點Add為每個lod等級設置顯示模型，設置完畢后拖動相機距離就能查看效果了，簡單實用。
Shader LOD
然而使用LOD Group必須為使用這個技術的模型再另外制作一套低精度模型，工作量為此會增加不少。
着色器中的LOD技術則是渲染等級抉擇，同類型的模型都可以使用。
好，進入正題，首先創建一個Shader,寫一個最簡單的帶高光的單張紋理着色器。代碼如下
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Shader
"Custom/LODShader"
{
Properties {
_Color (
"Color"
, Color) = (1,1,1,1)
_MainTex (
"Main Tex"
, 2D) =
"white"
{}
_Specular(
"Specular"
,Color) = (1,1,1,1)
_Gloss(
"Gloss"
,Range(8.0,256)) = 20
}
SubShader {
LOD 300
//設置該SubShader的LOD等級為300
Pass{
Tags {
"LightMode"
=
"ForwardBase"
}
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "Lighting.cginc"
fixed4 _Color;
sampler2D _MainTex;
float4 _MainTex_ST;
fixed4 _Specular;
float
_Gloss;
struct
a2v{
float4 vertex : POSITION;
float3 normal : NORMAL;
float4 texcoord : TEXCOORD0;
};
struct
v2f{
float4 pos:SV_POSITION;
float3 worldNormal:TEXCOORD0;
float3 worldPos:TEXCOORD1;
float2 uv : TEXCOORD2;
};
v2f vert(a2v v){
v2f o;
o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP,v.vertex);
o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld,v.vertex).xyz;
o.uv = v.texcoord.xy * _MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw;
return
o;
}
fixed4 frag(v2f i) : SV_Target{
fixed3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);
fixed3 worldLightDir = normalize(UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos));
fixed3 albedo = tex2D(_MainTex,i.uv).rgb * _Color.rgb;
fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz * albedo;
fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * albedo * max(0,dot(worldNormal,worldLightDir));
fixed3 viewDir = normalize(UnityWorldSpaceViewDir(i.worldPos));
fixed3 halfDir = normalize(worldLightDir + viewDir);
fixed3 specular = _LightColor0.rgb * _Specular.rgb * pow(max(0,dot(worldNormal,halfDir)),_Gloss);
return
fixed4(ambient + diffuse + specular ,1.0);
}
ENDCG
}
}
}
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實際上Unity默認的LOD最大值是無限的，這意味着只要顯卡支持這個shader就可以被使用。
我們可以修改LOD的最大值來選擇使用的shader。
再寫一個控制ShaderLOD最大值的腳本。
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using
UnityEngine;
using
System.Collections;
public
class
ChangeLOD : MonoBehaviour {
public
int
lodlevel;
void
Update () {
Shader.globalMaximumLOD = lodlevel;
}
}
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Shader.globalMaximumLOD = lodlevel;
場景測試效果如下。
結果很明顯，
第二個subshader和第一個相比只是去除了對貼圖渲染的部分，第三個subshader則是將所有的光照計算放到了頂點函數中。
注意第二個subshader LOD
shader中的LOD大於Shader.globalMaximumLOD就不會被顯示。所以為了不同的硬件需求我們可以寫多個subshader來應對。
我們繼續為shader添加兩個subshader
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SubShader {
LOD 200
Pass{
Tags {
"LightMode"
=
"ForwardBase"
}
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "Lighting.cginc"
fixed4 _Color;
sampler2D _MainTex;
float4 _MainTex_ST;
fixed4 _Specular;
float
_Gloss;
struct
a2v{
float4 vertex : POSITION;
float3 normal : NORMAL;
};
struct
v2f{
float4 pos:SV_POSITION;
float3 worldNormal:TEXCOORD0;
float3 worldPos:TEXCOORD1;
};
v2f vert(a2v v){
v2f o;
o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP,v.vertex);
o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld,v.vertex).xyz;
return
o;
}
fixed4 frag(v2f i) : SV_Target{
fixed3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);
fixed3 worldLightDir = normalize(UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos));
fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz;
fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * max(0,dot(worldNormal,worldLightDir));
fixed3 viewDir = normalize(UnityWorldSpaceViewDir(i.worldPos));
fixed3 halfDir = normalize(worldLightDir + viewDir);
fixed3 specular = _LightColor0.rgb * _Specular.rgb * pow(max(0,dot(worldNormal,halfDir)),_Gloss);
return
fixed4(ambient + diffuse + specular ,1.0);
}
ENDCG
}
}
SubShader {
Lod 100
Pass{
Tags {
"LightMode"
=
"ForwardBase"
}
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "Lighting.cginc"
fixed4 _Specular;
float
_Gloss;
fixed4 _Color;;
struct
a2v{
float4 vertex : POSITION;
float4 normal : NORMAL;
};
struct
v2f{
float4 pos : SV_POSITION;
fixed3 color : COLOR;
};
v2f vert(a2v v){
v2f o;
o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP,v.vertex);
fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz;
fixed3 worldNormal = normalize(mul(v.normal,(float3x3)unity_WorldToObject));
fixed3 worldLightDir = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);
fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * _Color.rgb * saturate(dot(worldNormal,worldLightDir));
fixed3 reflectDir = normalize(reflect(-worldLightDir, worldNormal));
fixed3 viewDir = normalize(_WorldSpaceCameraPos.xyz - mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz);
fixed3 specular = _LightColor0.rgb * _Specular.rgb * pow(saturate(dot(reflectDir,viewDir)),_Gloss);
o.color = ambient + diffuse + specular;
return
o;
}
fixed4 frag (v2f i) : SV_Target{
return
fixed4(i.color,1.0);
}
ENDCG
}
}
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第二個subshader和第一個相比只是去除了對貼圖渲染的部分，第三個subshader則是將所有的光照計算放到了頂點函數中。
注意第二個subshader LOD
為200，第三個subshader LOD為100。
結果如下
用這種方式可以動態的剔除復雜的Shader渲染，比如在低端的手機平台上，當檢測到FPS低於一定數值可以考慮替換帶有高度映射，法線貼圖等功能的Shader，甚至可以降低貼圖采樣密度，停止UV動畫。