Unity5中的MetaPass介绍

前些天烘焙lightmap的时候发现用自己写的Shader的模型在烘焙时候不会烘焙效果不对，它不会产生对周围物体的间接光照，但是我放到了unity4.x中就是没问题的。查了一番，发现Unity5中加了一个MetaPass的东西。大家可以自己去看下。
　　要想搞清楚为啥需要MetaPass，只看Unity是不行的，所以本文中还会结合着去分析分析Enlighten的工作原理。

什么是MetaPass？
加入MetaPass的原因就是因为Unity5把烘焙系统从Beast换成了Enlighten。看一下metapass的流程：

从图中可以看到,enlighten需要Unity提供材质的Albdeo(反射率)和自发光(emissive)的纹理，从而用来计算间接光照。而这两个贴图都是Unity自己在GPU上渲染得到的。既然需要GPU渲染，那就需要用提供一个相应的Pass来专门让Unity用来进行这种渲染。
　　这与3.x和4.x版本的Unity是不同的，在这些版本中烘焙器(姑且叫这个名字吧),从材质Shader上获取一些烘焙时使用的信息是要通过检测材质属性的名字(也就是你在Shader的Properties块里的内容)来完成的。具体可以参考响应版本文档中的Lightmapping In-Depth一节。
　　那么为什么Unity自带的Shader在烘焙的时候没问题呢，是因为内置的Shader都是SurfaceShader.而SurfaceShader实际上最后都会被Unity转化成V&F Shader。在转化的这个过程中，Unity给他们添加上了metaPass(可以在#pragma 中加上nometa让响应SurfaceShader不产生metapass)。如果对Surface Shader如何转换成V&F Shader感兴趣，可以看一下《UnityShader入门精要》的第17章。
　　如果你手头有5.x版本的内置Shader源代码，不妨放到Unity中一个，然后在Inspector面板中点击show generated code查看转换好的V&F代码。代码很长，metaPass一般在最后。
　　前面说了,metaPass主要是Unity用来计算Albedo和emissive，然后提供给enlighten用的。

代码分析：
（这个太长了我就不粘了，格式会爆炸，送个图）

补充：
另外我这篇文章还留个尾巴，上面我们讨论的都是间接光照，并没有说明烘焙时直接光照Unity是如何处理的，这个我只能个人参考了一些资料的理解:
　　Enlighten实际上会把光源也作为一个物体，它也适用图2的公式，但对于光源来说实际上只有Le而后面的项是没有意义的。而Enlighten在渲染场景光照的时候实际上是一个迭代的过程，在不考虑任何模型物体自发光的情况下，第一次遍历时候实际上对由于某一点的Bi来说，它的第二项只有那些光源物体会对它造成影响,也就是只有光源的Lj是一个非0值。当第二次遍历的时候由于上一次遍历，很多表面的Lj都已经是非0值，那么Bi的第二项的计算结果就会有更多的有效项，这实际就产生了间接光照了。
　　关于辐照度算法，何咏大神有一篇很好的译文，很值得一看。

这篇文章思路有点乱，有些问题我自己也没彻底搞明白，算是抛砖引玉，由于资料不多，水平有限，希望没有误导大家，如果发现文章中有任何错误，望及时指正。