游戏中实现反射的几种方式

1.拷贝相机：利用额外的相机将反射的内容渲染到Render Target Texture上

参考:《Unity Shader入门精要》10.2.1节

原理很简单,以反射面(例如镜子)为中心,创建一个相机,处于主相机在镜子中反射的位置,用脚本实时更改相机位置与朝向

这个相机渲染的内容不直接输出到屏幕,而是输出到一张RTT上

然后再将这张RTT的左右翻转(例如直接缩放-1),再贴到这个平面上,就可以实现镜子效果了.

 

2.拷贝场景 （应该没人会这么做）

直接将当前场景拷贝一份，主角也拷贝一份，然后左右翻转

适合于小场景空间的镜面反射，效果简单粗暴又好

 

3.屏幕空间反射(SSR)

参考:Unity URP 屏幕空间反射Screen space Reflection（SSR） - 知乎 (zhihu.com)

Screen Space Reflection | 3D Game Shaders For Beginners (lettier.github.io)

在Unity中实现屏幕空间反射Screen Space Reflection（1） - yangrc1234 - 博客园 (cnblogs.com)

缺点：由于是通过屏幕上的内容虚拟出来的反射内容，所以当镜头往下看时，场景里的部分内容消失在屏幕外时，会发现水中的倒影也随着消失。

可以与下面的反射探针组合，避免玩家朝下看时水中什么倒影都没，可以固定反射天空，远处的高楼等。

 

3.光追（效果最好，最吃性能）

暂无参考

 

4.Cube反射贴图

传统上，游戏使用一种称为_反射贴图_的技术来模拟来自对象的反射，同时将处理开销保持在可接受的水平。此技术假定场景中的所有反射对象都可以“看到”（因此会反射）完全相同的周围环境。

Cube贴图可以由美术制作，也可以在运行时从6分方向截图获取。

缺点：如果游戏的主角（比如闪亮的汽车）处于开放空间中，此技术将非常有效，但是当角色进入不同的周围环境时，便看起来不真实；如果一辆汽车驶入隧道但天空仍然在窗户上产生明显反射，看起来就很奇怪。

 

5.反射探针 - Unity（反射贴图的改进）

传统的反射贴图仅使用单个立方体贴图来表示整个场景的周围环境。立方体贴图可由美术师绘制，也可通过从场景中的一个点进行六次“快照”（每个立方体面对应一次快照）获得。

简单高效，但在部分场景会失真，例如上面提到的隧道里还能反射出天空，以及随着时间变化的天空。

反射探针在这方面进行了改进，允许您在场景中设置许多预定义的点，在这些位置点可创建立方体贴图快照。因此，您可以在场景中存在明显不同反射的任何位置点记录周围视图。

例如《赛博朋克2077》，《最后生还者2》等游戏就使用该种方式与SSR组合，场景里近处的物体通过SSR反射，远处的高楼，天空，通过反射探针，可以以比较少的性能实现比较好的效果。

当角色低下头看地面时，即使远处的高楼跟天空消失在屏幕上，SSR无法正常反射其内容，但仍然能通过预生成的反射探针来反射其内容。

Unity里的反射探针有几种方式：Baked（预烘培固定内容）、Custom（预烘培固定内容+实时反射部分动态物体） 和 Realtime（实时反射全部内容）

而UE4的反射探针（球形/盒子反射捕获）是不支持实时捕获的，只能预烘焙。

 

6.虚幻引擎中的平面反射

Unreal Engine 支持实时平面反射，它比屏幕空间反射（SSR）更加精确，但渲染开销较高。渲染开销较高的原因来自平面反射的工作原理。因为平面反射实际上将从反射方向再次对关卡进行渲染。

 

 

 

UE4的反射处理：

Cube天空盒：实时，天空颜色变了也能实时反馈出来，可以实现简单昼夜循环

反射探针：静态物体，需预烘培，即使场景的光源全部关闭，它也会亮着，要实现昼夜循环，需要记录多个时间段的探针，然后实时插值，根据不同时间段切换不同的探针（燕云十六声的技术）

SSR：实时，效果差