Unity中ForwardAdd通道下点/聚光灯衰减计算异常排查

核心问题原因 #

1. 衰减纹理UV采样错误：Unity的_LightTextureB0衰减纹理的UV范围是[0,1]，对应光源的0到最大照射范围（_LightRange）。你直接使用原始距离值作为UV，当距离超过1后，纹理会重复采样，导致衰减值不再变化，最终出现方形光照区域。
2. 缺少光源范围变量：代码中未声明_LightRange变量，无法将实际距离归一化到纹理的UV区间内。
3. 聚光灯未处理角度衰减：当前代码仅处理了距离衰减，未结合聚光灯的锥角衰减逻辑。

修正后的代码 #

首先在CGPROGRAM块中添加缺失的uniform变量：

uniform float _LightRange;

然后修改片段着色器中的衰减计算部分：

else
{
    float3 vertexToLightSource = _WorldSpaceLightPos0.xyz - i.world.xyz;
    float distance = length(vertexToLightSource); 
    lightDirection = normalize(vertexToLightSource);
    
    // 将距离归一化到衰减纹理的UV范围[0,1]
    float normalizedDistance = distance / _LightRange;
    // 采样衰减纹理，x分量对应距离衰减，y分量对聚光灯是角度衰减
    attenuation = tex2D(_LightTextureB0, float2(normalizedDistance, 0.0)).a;
    
    // 强制超出光源范围的像素衰减为0
    attenuation *= step(distance, _LightRange);
    
    // 聚光灯额外处理：添加角度衰减
    float3 lightSpacePos = mul(unity_WorldToLight, float4(i.world.xyz, 1.0)).xyz;
    attenuation *= tex2D(_LightTextureB0, float2(length(lightSpacePos.xy) / _LightRange, lightSpacePos.z / _LightRange)).a;
}

额外检查项 #

• 几何着色器位置传递：确保geometryOutput结构体中的world变量是正确的世界空间位置，且在几何着色器中从顶点着色器传递并输出时，每个顶点的位置都被正确赋值，保证片段着色器能得到插值后的像素级世界位置。
  示例顶点着色器输出：

  struct vertexOutput {
      float4 worldPos : TEXCOORD0;
  };
  
  vertexOutput vert(appdata v) {
      vertexOutput o;
      o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex);
      return o;
  }
  

  几何着色器中传递位置：

  [maxvertexcount(3)]
  void geo(triangle vertexOutput input[3], inout TriangleStream<geometryOutput> outStream) {
      geometryOutput o;
      for (int i = 0; i < 3; i++) {
          o.world = input[i].worldPos;
          // 其他输出参数赋值
          outStream.Append(o);
      }
  }
  

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Velorexe