重磅：3D光影已经完善，LayaAir2.6.0重构了阴影系统！

早在去年9月的2.3版本中，LayaAir引擎就支持了任意数量和任意类型的实时光源等，让场景的实时光照等渲染效果得以大幅提升。在上个版本重构完善PBR的时候，还接入了全局光，不断加强3D场景中关于光的效果。

而与光效息息相关的另一个重要系统“阴影系统”，也是三维引擎中最常用的渲染功能之一。尤其是实时阴影相对于静态阴影，会大幅提升场景的生动性，带来更真实的视觉体验。因此，一个良好的阴影算法从引擎使用的角度来看是非常重要的。

LayaAir引擎团队本着精益求精的态度，在2.6.0版本中，对阴影系统进行了重构，针对现有的阴影系统功能进行了诸多改进和一些新特性的增加，带来了性能、效果、以及易用性的提升，下面我们来进行逐条讲解。

一、提升生成ShadowMap的渲染性能

在以前引擎版本的阴影中，阴影使用普通渲染目标，在渲染时需要编码，采样时还需要解码。本次的2.6.0版本中，重构并使用了硬件级的Depth纹理来生成ShadowMap，大幅节约了渲染 ShadowMap的开销，充分挖掘了硬件潜力，所有平台下，均可大幅度提升生成ShadowMap渲染性能。

二、使用硬件ShadowMap提升阴影效果

在WebGL2.0下，我们本次的2.6.0版本中，使用了ShadowMap硬件纹理，对阴影性能与效果进一步做了提升。ShadowMap纹理的特点是由硬件进行深度比较，并且可以先比较后进行线性过滤，可谓是硬件级的PCF，不仅带来了性能的提升，还带来了效果的提升，一箭双雕。

三、提升自定义Shader阴影易用性

开发者使用以前的引擎版本，用自定义Shader实现阴影有些复杂，尤其是产生阴影的pass和渲染的pass混淆在一起时，不太友好。本次的2.6.0版本中，剥离ShadowCaster为独立pass，使得结构更加清晰，一目了然。让自定义Shader实现阴影更加简单。

四、大幅提升阴影效果和稳定性

在以往引擎版本的阴影系统中，我们移动摄像机经常会发现阴影的边缘会剧烈抖动，视觉效果非常难受，本次重构我们重点考虑了阴影效果的稳定性，解决摄像机移动和旋转时阴影边缘抖动的问题，大幅提升阴影效果和稳定性。在移动摄像机时，你会发现阴影坚若磐石，达到了烘培级阴影的稳定性，整体来说为开发者带来了极大的视觉舒适感。

五、提升软阴影效果并优化性能我们还在本次版本中，优化了软阴影的算法，减少了对shadowMap的采样次数，在一定程度上提升了软阴影的性能和效果。

六、提供阴影明暗调节功能

曾经有开发者抱怨阴影的明暗不能调节，达不到预期效果。本次重构，我们充分考虑了阴影的易用性，Light增加shadowStrength属性，提供了阴影的明暗调节功能，开发者可根据项目情况自行调节阴影深浅。

七、提升shdowMap的Z轴精度

本次重构阴影系统时，我们充分考虑了对ShaodowMap精度的运用，增加shadowNearPlane属性，并通过阴影深度压缩技术提升ShadowMap的Z轴精度，另外开发者也可通过shadowNearPlane接口自行增加阴影深度范围，但是一般情况并不需要开发者理会。

八、优化shadowDistance易用性

也有开发者对我们反馈过阴影看不见、阴影找不到等问题，本次我们针对该问题，简化了shadowDistance接口概念，优化后shadowDistance为距离摄像机的最大距离，不再和光源位置混淆。阴影的可见距离只和距离摄像机的距离有关。

对于沿着灯光方向超过shadowDistance后无法在视锥内产生阴影的问题，开发者无需再关心，阴影内部做了优化，引擎会始终保持沿灯光方向投射阴影的正确性，shadowDistance接口易用性得到加强。

九、阴影渲染模式的名称更易懂

在对本次版本的易用性优化方面，我们考虑到曾经有开发者不明白shadowPCFType的含义而提出疑问，所以基于易用性角度出发，我们将shadowPCFType接口名称调整为更容易理解的ShdowMode，其值调整为Hard/SoftLow/SoftHigh（硬边缘阴影/低幅度软边缘阴影/高幅度软边缘阴影），使含义更加通俗直观。

十、新增两个接口解决“阴影斑”

“阴影斑”是很多引擎实现阴影无法避免的一个问题，而且对于不同的场景往往需要针对性的调节，在以前版本的阴影系统中并没有暴露可调接口。本次重构的版本里，我们为开发者增加了shadowDeothBias和shadowNormalBias两个接口来解决“阴影斑”的问题，开发者可根据项目情况自行控制参数调节。但是大部分情况，开发者其实无需理会。

十一、提升了阴影性能

实时阴影通常会增加大量的渲染批次，而阴影的裁剪精度在一定程度上也决定了渲染批次的最小值。尽可能的减少渲染到ShadowMap的批次可以降低性能开销。本次在重构阴影系统时，我们提升阴影裁剪精度，优化了阴影裁剪算法，减少shadowMap中不必要的渲染物体，使批次尽可能达到最少。从而提升了阴影的性能。

十二、缩减Shader纹理单元占用

在很多的移动端设备，纹理单元通常只有8个，而在以前引擎版本的阴影系统中，最多会占用3个。这对一些拥有复杂贴图的Shader（比如引擎内置的PBR材质）是比较难受的。于是本次重构阴影系统，我们采用了阴影图集的方式，来优化阴影占用Shader纹理单元，让ShadowMap占用纹理单元在任何情况都保持为1，合理可控。为开发者自定义复杂Shader保留了更多的纹理单元。

ShadowMap数量保持为1之后，以前的接口shadowPSSMCount显然不具备名称表达的合理性，所以我们将其调整为shadowCascadesMode，调整后的名称含义为阴影的级联模式(NoCascades/TwoCascades/FourCascades) 。

十三、提升ShadowMap利用率、阴影效果

在“稳定性的阴影”算法中通常会由于摄像机的FOV较大导致ShadowMap利用率非常低，本次重构阴影后我们采用球面分割代替了平行分割，大幅提升了ShadowMap利用率，同时也间接提升了阴影的效果。

十四、其它新增功能

•     支持Directional Lightmap
  

•     RenderTexture增加Depth格式

•     RenderTexture增加ShadowMap格式  
  

•     shaderPass增加pipelineMode

•     SystemUtils.supportRenderTextureFormat()增加Depth和ShadowMap格式支持

以往引擎版本更新说明：

• LayaAir2.3支持任意多光源渲染, 引擎开始在GitHub实时提交维护了！3D导出插件支持Unity2018了！

引擎案例介绍：

END

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