UPL9-12——阴影质量

前置知识：

  • US3S6L1——阴影的基本原理
  • US3S6L2——Unity中阴影的实现原理

内置渲染管线设置阴影质量

工程设置中的质量设置

相关设置在 Project Setting —— Quality —— Shadows 中：

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  • Shadowmask Mode：遮罩模式

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    • Shadowmask（阴影遮罩）

      静态物体的阴影都来自光照贴图，动态物体投射的阴影混合在 Shadowmask 里

    • Distance Shadowmask（距离阴影遮罩）

      近处用实时阴影，远处用光照贴图里的 Shadowmask，平衡性能和质量

    移动端建议选择 Distance Shadowmask

  • Shadows：阴影

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    • Disable Shadows（全局禁用阴影）

      即使光源（Light）里设置了投射阴影，物体也不会产生阴影

    • Hard Shadows Only（仅开启硬阴影）

      开启 硬阴影（边缘清晰锐利）
      性能消耗相对低，阴影看起来不自然，尤其是远处或柔光场景
      适用于移动端、低端设备或风格化游戏

    • Hard and Soft Shadows（硬和软阴影）

      同时支持 硬阴影和软阴影
      具体使用哪种，由 Light 组件中的 Shadows 的 Type 决定
      如果光源设置为 Soft Shadows 软阴影，效果更好，但是消耗高
      （阴影的边缘模糊，过渡更自然）
      适用于高端设备、需要真实感的场景

  • Shadow Resolution：阴影贴图分辨率

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    • Low Resolution（低分辨率）：一般阴影贴图尺寸为 256 * 256 或 512 * 512
    • Midium Resolution（中等分辨率）：一般为 1024 * 1024
    • High Resolution（高分辨率）：一般为 2048 * 2048
    • Very High Resolution（超高分辨率）：一般为 4096 * 4096

    移动端、低端设备 建议 Low 或 Medium
    普通 PC、主机 建议 High
    高端硬件、追求极致画质 建议 Very High

  • Shadow Projection：阴影投射

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    • Close Fit（贴身适配）

      阴影贴图津贴摄像机视锥，近处更清晰，远处阴影容易模糊、抖动

    • Stable Fit（稳定适配）

      阴影贴图保持稳定缩放，减少阴影抖动，但是近处精度略差

    一般游戏用 Stable Fit，除非特别需要近景清晰

  • Shadow Distance： 阴影可见的最大距离（场景单位，通常是米）

    超过这个距离的物体不再投射阴影
    设置过大会增加性能开销
    设置过小可能导致远处物体没有阴影而违和

  • Shadow Near Plane Offset：摄像机近平面和阴影映射的偏移

    调整摄像机近平面和阴影映射的偏移，可以避免阴影抖动或裁剪问题，
    值越大，能减少阴影与物体分离，但可能造成阴影消失

  • Shadow Cascades：级联阴影

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    级联阴影：

    定向光（如太阳光）要覆盖整个场景，阴影贴图分辨率是固定的。
    如果距离太远，阴影就会模糊、抖动（锯齿感明显）
    我们通过级联阴影把摄像机的可见范围（视锥体）切成几段，
    每一段单独分配一张阴影贴图
    近处的级联使用更多像素（阴影更清晰）
    远处的级联使用更少像素（阴影模糊一些，但不明显）

    • No Cascades：不使用级联

      整个摄像机可见范围只用一张阴影贴图，
      性能消耗最低，但是远处阴影模糊明显

    • Two Cascades：把相机的可见范围分成两段

      近处和远处分别使用一张阴影贴图
      近景阴影清晰度提升，性能开销中等，分段过少，远景仍然比较模糊

    • Four Cascades： 把相机的可见范围分成四段

      每一段单独使用一张阴影贴图
      近处阴影非常清晰，整体过渡平滑，
      性能开销最大，因为要生成并采样更多阴影贴图

    移动端推荐：No Cascades 或 Two Cascades
    PC、主机推荐：Four Cascades（效果最好）

  • Cascade splits：每个级联的分割比例 从左到右 从近到远

    段数由 Shadow Cascades 决定

光源组件中的相关参数

内置管线的光源组件具体可见：U1L11——光源组件

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  • Shadow Type（阴影类型）

    • No Shadows ：不投射阴影
    • Hard Shadows：阴影边缘清晰，性能好，但效果生硬
    • Soft Shadows：阴影边缘有模糊过渡，更自然，但性能消耗更大。

  • Baked Shadow Angle（烘焙阴影角度）

    仅用于 烘焙光源 (Baked Light)，控制软阴影的模糊角度
    值越大，阴影边缘越模糊
    实时光源不会用到这个参数

  • Realtime Shadows（实时阴影相关设置）

    • Strength（阴影强度 0~1）

      • 1：完全黑色阴影
      • 0.5：半透明阴影
      • 0：阴影不可见

    • Resolution（阴影贴图分辨率）

      • Use Quality Settings：使用质量设置中的全局设置质量，也可以单独设置
      • Low Resolution（低分辨率）：一般阴影贴图尺寸为 256 * 256 或 512 * 512
      • Midium Resolution（中等分辨率）：一般为 1024 * 1024
      • High Resolution（高分辨率）：一般为 2048 * 2048
      • Very High Resolution（超高分辨率）：一般为 4096 * 4096

    • Bias（偏移）

      控制阴影深度偏移，用来减少 阴影自遮挡问题
      值越大，阴影与物体会分离
      通常在 0.05 ~ 0.1 范围内调整

    • Normal Bias（法线偏移）

      按照表面法线方向偏移采样位置
      主要减少阴影抖动和摩尔纹
      值太大会让阴影“漂浮”，太小则容易自遮挡

    • Near Plane（近裁剪面）

      定义阴影摄像机的近平面
      值太小：精度低，阴影抖动明显
      值太大： 可能裁剪掉近处的阴影

渲染组件中的相关参数

Mesh Renderer 具体可见：US3S10L1——网格、网格渲染器、材质、着色器等之间的关系

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  • Cast Shadows： 决定该物体是否投射阴影

    • Off：不投射阴影
    • On：始终投射阴影
    • Two Sided：双面几何体（如平面）也能投射阴影。
    • Shadows Only：物体本身不可见，但仍然投射阴影
      （常用于特殊效果，比如只显示阴影的隐形角色）

  • Receive Shadows： 决定该物体是否接收阴影

    • 勾选：物体表面会显示其他物体投下的阴影
    • 不勾选：物体不接收阴影（比如天空盒、特效平面）

SRP (URP) 管线设置阴影质量

工程设置中的质量设置

URP 管线的阴影质量相关设置分为两个地方

一是在：Project Setting —— Quality —— Shadows 中：

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  • Shadowmask Mode：遮罩模式

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    • Shadowmask（阴影遮罩）

      静态物体的阴影都来自光照贴图，动态物体投射的阴影混合在 Shadowmask 里

    • Distance Shadowmask（距离阴影遮罩）

      近处用实时阴影，远处用光照贴图里的 Shadowmask，平衡性能和质量

    移动端建议选择 Distance Shadowmask

二是在 URP 本身的渲染管线配置文件（Universal Render Pipeline Asset）中：

要找到当前项目中使用的 Universal Render Pipeline Asset，可以在 Project Setting —— Quality —— Rendering —— Render Pipeline Asset 找到

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然后选中 Universal Render Pipeline Asset，即可在 Inspector 窗口内设置阴影质量相关：

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  • Max Distance（最大距离）

    阴影可见的最大距离（单位：米）
    超过这个距离的物体不会渲染阴影
    值越大：性能开销越高，值太小：远处物体阴影消失

  • Working Unit（工作单元）

    设定单位制，只要影响后面的级联影响分段的设置

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    • Metric（米）
    • Percent（相对于 Max Distance 的比例）

  • Cascade Count（级联阴影数量）

    越多 → 近处阴影更清晰，但性能开销更大

    常见设置：

    • 移动端：2
    • PC、主机：4

  • Split 1、2、3、Last Border

    定义各级联阴影的分割点
    近处级联区域较小、分辨率集中、阴影清晰
    远处级联范围大、阴影模糊一些、但节省性能

  • Depth Bias（深度偏移）

    在光源深度图中沿着 视线方向 偏移采样点
    用来减少阴影自遮挡
    值太大会导致阴影和物体脱离

  • Normal Bias（法线偏移）

    按照表面法线方向偏移采样点
    减少阴影抖动和摩尔纹
    值太大会导致阴影漂浮感明显

  • Soft Shadows（软阴影）

    • 勾选：阴影边缘柔和模糊
    • 未勾选：阴影边缘锐利

    软阴影更真实，但开销更大（需要多次采样）

    • Quality（软阴影质量）

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      • Low：性能好，但边缘锯齿感明显
      • Medium: 折中方案
      • High:边缘柔和平滑，但性能消耗较大。

光源组件中的相关参数

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  • Shadow Type（阴影类型）

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    • No Shadows ：不投射阴影
    • Hard Shadows：阴影边缘清晰，性能好，但效果生硬
    • Soft Shadows：阴影边缘有模糊过渡，更自然，但性能消耗更大

  • Realtime Shadows（实时阴影相关设置）

    • Strength（阴影强度 0~1）

      • 1：完全黑色阴影
      • 0.5：半透明阴影
      • 0：阴影不可见

    • Bias（偏移）：控制阴影深度和法线偏移

      默认跟随 URP Asset 设置，也可以自定义

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      • Depth（深度偏移）

        在光源深度图中沿着 视线方向 偏移采样点
        用来减少阴影自遮挡
        值太大会导致阴影和物体脱离
        通常在 0.05 ~ 0.1 范围内调整

      • Normal Bias（法线偏移）

        按照表面法线方向偏移采样点，减少阴影抖动和摩尔纹
        值太大会导致阴影漂浮感明显，太小则容易自遮挡

    • Near Plane（近裁剪面） 定义阴影摄像机的近平面

      值太小：精度低，阴影抖动明显
      值太大： 可能裁剪掉近处的阴影

    • Soft Shadows Quality（控制软阴影的质量）

      默认跟随 URP Asset 设置，如果覆盖，可以选择不同的采样质量

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    • Custom Shadow Layers (自定义阴影层级)

      默认情况下，光源的阴影会影响所有受光物体
      勾选后，可以选择特定的 Shadow Layer，只让光源对指定层的物体投射阴影
      常用于优化（只让关键物体投射阴影）、或特殊效果（比如只让角色的光源影响角色本身）。

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渲染组件中的相关参数

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  • Cast Shadows： 决定该物体是否投射阴影

    • Off：不投射阴影
    • On：始终投射阴影
    • Two Sided：双面几何体（如平面）也能投射阴影
    • Shadows Only：物体本身不可见，但仍然投射阴影
      （常用于特殊效果，比如只显示阴影的隐形角色）

  • Static Shadow Caster：静态阴影投射体

    启用后，物体会被当作 静态阴影投射体。
    意味着它不会在运行时动态更新阴影，而是作为静态几何体来处理
    可以减少性能开销（因为不需要每帧更新阴影）
    如果物体在运行时会移动/旋转，那么它的阴影也不会跟随更新，可能造成错误。
    一般用于 建筑、地形、石头、不会动的大型物体

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