Unity昼夜变化效果

Unity动态昼夜变化Lightmap+天空盒

最近一直在对旧项目的场景进行重新烘焙，于是顺便做了个昼夜变化的效果。没有用实时光，而是用了Lightmap烘焙+天空盒。
上面的视频，前面一段是4个时间点的瞬间切换，后面一段是4个时间点的过渡切换效果。
简单分享一下思路：
1、需要的东西：场景烘焙lightmap，天空盒。

2、需要多少个时间点，就需要烘焙多少套lightmap和多少套天空盒。我这个例子是把一天的时间分为了早上、中午、傍晚、晚上，所以是需要4套lightmap和4个天空盒。

3、瞬间切换很简单，直接把想要的lightmap数组赋给LightmapSettings.lightmaps，把想要的skybox材质球赋予给RenderSettings.skybox就行了。

4、渐变过渡切换，就不能直接赋值给setting了，因为赋值的地方只有一个，不能做到过渡的效果。

5、lightmap的渐变过渡，我使用的方法是自己写shader实现lightmap叠加，取得当前MeshRenderer的Lightmap坐标，计算出lightmap的uv：
o.uvLM = v.uv2.xyunity_LightmapST.xy + unity_LightmapST.zw;
然后通过当前MeshRenderer的lightmapIndex，找到对应的Lightmap贴图，然后赋给材质球。
最后，在正常颜色上面叠加一层lightmap的颜色：
fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
fixed3 lm1 = DecodeLightmap (tex2D(_LightMap1,i.uvLM));
col.rgb=lm1;
这样做完之后，我们就可以自己控制Lightmap的显示了。既然能支持一张lightmap，同理也就可以支持2张叠加了。然后在中间加多一个插值让他变化，就是很简单的事情了。

6、天空盒的渐变过渡，其实做法差不多。虽然RenderSettings.skybox只能设置一个材质球，但既然他是材质球，我们就可以想办法了。
Unity自带的skybox的shader，平常我们用到的最多的是6 Sided和Cubemap两种。出于在代码操作上赋值的方便，我觉得用Cubemap会好一些，毕竟只需要设置一次，6Sided要设置6张图。
于是我们就可以拿自带的Skybox/Cubemap做一个小修改，加多一个Cubemap贴图赋值，然后加多一个插值的变化值，然后给RenderSettings.skybox赋予我们的材质球，控制Cubemap的替换和插值就可以做到过滤效果了。

7、接下来考虑的是性能问题。天空盒的替换这个性能消耗不大，不过我还是做了2种shader，一种是单纯支持一个天空球的，一种是支持2个天空球切换的。当需要渐变过渡的时候，替换成支持2个的，做动画效果，等过渡完成后，改回只支持一个的，避免无谓的GPU计算第二个天空盒的采样。

8、Lightmap的性能问题，我同样也是做了2种shader，一种是支持单个lightmap的，一种是支持2个lightmap切换的。当平时没有渐变切换时，用只支持一个lightmap的，这时候的渲染压力其实和正常烘焙lightmap时理论上是一样的。当需要渐变时，替换shader，这一步可能会有一定的消耗。这要视乎场景里面需要这样操作的物体多不多。

我视频里面的场景，是我已经在线上运营的实际游戏的场景，有接近30万面和接近一千个物体对象，数量应该算比较多。不过从性能分析看，也就是在刚切换shader时读取材质球参数时会稍微飙到20多毫秒，其他时候都是