Unity3D的内置宏 DYNAMICLIGHTMAP_ON

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在Unity中，DYNAMICLIGHTMAP_ON 是一个与 动态光照贴图（Dynamic Lightmaps） 相关的内置变体关键字（Shader Variant Keyword）。它的核心作用是 控制着色器是否处理动态光照贴图数据，主要用于实现动态物体的间接光照混合效果。

核心含义

1. 动态光照贴图标识

   • 当该宏被激活时（#if defined(DYNAMICLIGHTMAP_ON)），表示当前渲染的物体 启用了动态光照贴图，需要在着色器中采样动态光照贴图数据。
   • 若未激活，则物体仅使用静态光照贴图或实时光照。

2. 技术目的

   • 允许动态物体（如可移动的物件）与烘焙的静态场景光照进行间接光交互。
   • 结合 Enlighten 或 Progressive Lightmapper 系统，实现动态物体的间接光实时更新。

触发条件

该宏在以下情况下自动激活：

1. 物体设置

   • 物体的 Mesh Renderer 组件中勾选 Lightmap Static 为 Contribute GI，同时设置 Lightmap Parameters 为支持动态更新。

2. 光照系统配置

   • 项目中启用了 Realtime Global Illumination（实时全局光照）。
   • 使用 Baked Indirect 或 Shadowmask 混合光照模式。

3. Shader编译指令

   • 在Shader中通过 #pragma multi_compile 或 #pragma shader_feature 声明动态光照贴图支持：

     #pragma multi_compile __ DYNAMICLIGHTMAP_ON
     

技术实现机制

1. 数据传递

动态光照贴图信息通过以下方式传递到着色器：

• 顶点数据：动态光照贴图坐标通过 TEXCOORD2 传递。
• Uniform变量：动态光照贴图纹理（unity_DynamicLightmap）和采样器（samplerunity_DynamicLightmap）。

2. 着色器代码示例

struct v2f {
    float2 uv : TEXCOORD0;
    #if defined(LIGHTMAP_ON)
        float2 lightmapUV : TEXCOORD1; // 静态光照贴图UV
    #endif
    #if defined(DYNAMICLIGHTMAP_ON)
        float2 dynamicLightmapUV : TEXCOORD2; // 动态光照贴图UV
    #endif
};

half3 GetLightmapColor(v2f i) {
    half3 staticGI = 0;
    half3 dynamicGI = 0;
    
    #if defined(LIGHTMAP_ON)
        staticGI = SampleLightmap(unity_Lightmap, samplerunity_Lightmap, i.lightmapUV);
    #endif
    #if defined(DYNAMICLIGHTMAP_ON)
        dynamicGI = SampleLightmap(unity_DynamicLightmap, samplerunity_DynamicLightmap, i.dynamicLightmapUV);
    #endif
    
    return staticGI + dynamicGI; // 混合静态和动态间接光
}

应用场景

1. 动态物体间接光更新

• 示例：场景中的可移动箱子在移动后，其表面的间接光照（如环境反射光）能根据新位置的光照环境实时更新。
• 实现：通过动态光照贴图重新烘焙该区域的间接光，着色器通过 DYNAMICLIGHTMAP_ON 采样更新后的数据。

2. 混合光照模式

• Shadowmask / Distance Shadowmask 模式中，动态物体的间接光依赖动态光照贴图。
• Baked Indirect 模式下，直接光实时计算，间接光通过动态贴图更新。

性能影响与优化

优化建议：

• 限制动态光照贴图的分辨率（Lightmap Parameters > Resolution）。
• 仅在必要物体上启用动态光照贴图（通过Layer筛选）。
• 使用 Light Probes 替代简单动态物体的间接光计算。

常见问题与解决方案

问题1：动态光照贴图不更新

• 表现：物体移动后间接光无变化。
• 检查步骤：
  1. 确认 Window > Rendering > Lighting Settings 中启用了 Realtime Global Illumination。
  2. 确保物体的 Mesh Renderer 勾选了 Contribute GI。
  3. 检查动态光照贴图是否完成烘焙（观察Unity编辑器右下角进度条）。

问题2：Shader报错未定义unity_DynamicLightmap

• 解决方案：
  • 包含Unity内置的全局光照库：

    #include "UnityGlobalIllumination.cginc"
    

  • 确保正确声明动态光照贴图变体：

    #pragma multi_compile __ DYNAMICLIGHTMAP_ON
    

问题3：动态光照贴图性能开销过大

• 优化方案：
  • 降低动态物体的光照贴图分辨率。
  • 使用 Light Probes + Light Probe Proxy Volume (LPPV) 替代动态光照贴图。
  • 在URP/HDRP中使用更高效的 Screen Space Global Illumination (SSGI)。

与其他光照系统的关系

代码实践：动态/静态光照混合

v2f vert(appdata_full v) {
    v2f o;
    // 传递静态光照贴图UV
    #if defined(LIGHTMAP_ON)
        o.lightmapUV = v.texcoord1.xy * unity_LightmapST.xy + unity_LightmapST.zw;
    #endif
    // 传递动态光照贴图UV
    #if defined(DYNAMICLIGHTMAP_ON)
        o.dynamicLightmapUV = v.texcoord2.xy * unity_DynamicLightmapST.xy + unity_DynamicLightmapST.zw;
    #endif
    return o;
}

half4 frag(v2f i) : SV_Target {
    // 采样直接光照
    half3 directLight = CalculateDirectLighting();
    
    // 采样间接光照（静态+动态）
    half3 indirectLight = 0;
    #if defined(LIGHTMAP_ON) || defined(DYNAMICLIGHTMAP_ON)
        indirectLight = GetLightmapColor(i);
    #else
        indirectLight = SampleSH(i.normalWS); // 回退到球谐光照
    #endif
    
    return half4(directLight + indirectLight, 1);
}

总结

DYNAMICLIGHTMAP_ON 是Unity实现动态全局光照的关键机制之一，通过条件编译使着色器能够适配动态间接光需求。合理运用该特性，开发者可在保持实时交互性的同时，为动态物体提供高质量的间接光照效果。需注意性能平衡，建议结合项目需求选择光照方案（动态贴图/光照探针/SSGI等）。