【URP】Unity[内置Shader]复杂光照ComplexLit

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ComplexLit是Unity URP(Universal Render Pipeline)中的一种内置Shader，主要用于处理复杂材质的光照效果，支持多光源交互、高光反射、法线贴图等高级渲染特性。以下是其详细解析：

作用与原理

• ‌核心功能‌：通过PBR(基于物理的渲染)模型实现金属/非金属材质的真实光照，支持直接光、间接光和环境光遮蔽计算。
• ‌技术实现‌：采用BRDF(Bidirectional Reflectance Distribution Function)计算表面反射，结合法线贴图增强细节表现。
• ‌性能优化‌：相比Built-in管线的Standard Shader，URP的ComplexLit通过简化光照模型和剔除冗余计算提升移动端性能。

发展历史

• 起源自Unity 2019的SRP(Scriptable Render Pipeline)重构，替代传统Built-in管线的Standard Shader。
• 2020年随URP正式发布，成为跨平台开发的标准PBR解决方。
• 2022年后持续优化多光源管理和移动端适配。

具体使用示例

Shader "URP/ComplexLitExample" {
    Properties {
        _BaseMap("Albedo", 2D) = "white" {}
        _Metallic("Metallic", Range(0,1)) = 0.5
        _Smoothness("Smoothness", Range(0,1)) = 0.5
    }
    SubShader {
        Tags { "RenderPipeline"="UniversalPipeline" }
        HLSLINCLUDE
        #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"
        ENDHLSL
        Pass {
            HLSLPROGRAM
            #pragma vertex LitPassVertex
            #pragma fragment LitPassFragment
            // 此处添加ComplexLit核心光照计算代码
            ENDHLSL
        }
    }
}

Complex Lit 对比 Lit

两种基于物理渲染(PBR)的着色模型，主要区别体现在功能复杂度、硬件要求及适用场景上

功能特性对比

• ‌高级材质支持‌
  • Complex Lit在Lit基础上增加了更复杂的材质特性（如视差映射、各向异性高光等），部分特性需要Shader Model 4.5支持且计算开销较大。而Lit仅包含基础PBR功能（金属/高光工作流、法线贴图等），适用于大多数常规材质。
• ‌渲染路径兼容性‌
  • Complex Lit在延迟渲染路径中会被强制转为前向渲染，若硬件不支持其特性则会自动降级为Lit。而Lit在所有URP支持的硬件上均可稳定运行。
• ‌透明效果处理‌
  • 两者均支持透明表面类型（Alpha混合、预乘等）和Alpha裁剪，但Complex Lit提供了更精细的混合模式控制，适合复杂透明材质（如多层玻璃）。Lit的透明处理更轻量，适合简单半透物体。

性能与适用场景

• ‌Complex Lit‌
  • 适用于需要高级材质表现的高端设备，例如写实风格的角色皮肤、复杂金属表面等。其特性可能导致性能下降，尤其在移动端需谨慎使用。
• ‌Lit‌
  • 作为URP默认PBR着色器，兼顾效果与性能，适合大部分场景（如环境物体、常规角色材质）。支持SRP批处理优化，适合大规模场景。

工作流差异

• 两者均支持金属/高光工作流切换，但Complex Lit的检查器面板包含更多细分选项（如高级表面参数），Lit则保持简洁的标准化配置

Shader Graph应用

• ‌创建流程‌：
  • 新建Shader Graph选择"URP > Complex Lit"
  • 连接Albedo、Normal、Metallic等输入节点
• ‌示例配置‌：
  • 主纹理采样节点 → Base Color输入
  • 法线贴图节点 → Normal输入
  • 滑块节点 → Metallic/Smoothness输入

Complex Lit 支持的高级材质效果

次表面散射（SSS）

用于皮肤、蜡质等半透明材质的光线渗透效果：

• 创建材质并选择Universal Render Pipeline > Complex Lit
• 在Surface Inputs中启用Subsurface Scattering选项
• 使用Thickness Map控制光线穿透深度（灰度图，白色表示更薄区域）
• 调整Scattering Radius参数（建议值0.1-0.5）
• 通过Subsurface Color设置散射光色调（如皮肤用橙红色）

各向异性高光

模拟金属拉丝、头发等方向性反光：

• 在Surface Inputs启用Anisotropy开关
• 指定Anisotropy Map（黑白纹理控制强度分布）
• 调整Anisotropy Rotation参数（0-1对应0-360度旋转）
• 配合Specular Workflow Mode获得更精确控制

清漆涂层效果

实现表面透明涂层的双层材质：

• 启用Coat Mask选项（使用黑白贴图，白色区域显示涂层）
• 设置Coat Smoothness（0.7-1.0模拟光滑涂层）
• 调整Coat Specular强度（0.25-0.5保持物理合理性）
• 基础材质使用金属工作流增强对比度

高级透明混合

保留透明区域的高光细节：

• Surface Type设为Transparent
• Blending Mode选择Premultiply
• 确保纹理包含预乘Alpha通道（PS中启用"预乘Alpha"导出）
• 使用Alpha Clip Threshold实现硬边透明（如树叶边缘）

镜面反射分离

独立控制金属/非金属高光：

• Workflow Mode选择Specular
• 分别设置Specular Color（非金属高光）和Metallic参数
• 使用Specular Map精细控制反射强度分布
• 配合Ambient Occlusion贴图增强立体感

注意事项

• 需要Unity 2021.3+版本和Shader Model 4.5支持
• 在移动端需测试性能，建议烘焙SSS和清漆效果
• 透明材质在延迟渲染路径下会自动转为前向渲染

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