虚幻引擎静态光照烘焙和渲染的流程原理机制源码剖析

首发：虚幻引擎静态光照烘焙和渲染的流程原理机制源码剖析
说明

• 本文源自对项目中遇到的“静态方向光下静态物体的阴影表现异常”的实际问题的调查和处理。
• 本文主要总结、记录和分享静态方向光（directionalLight ）下（标注为）静态（static）物体的阴影的渲染和烘焙的相关源码、原理和流程。
• 本文尝试解答如下问题，并对其它相关问题提供参考。

• 静态阴影的烘焙流程及“根据磁盘上的 Mesh 网格资源最终得到渲染显示在屏幕上的阴影效果”的全流程。
• 光照贴图（Lightmap，以下统一用英文）跟静态阴影的关联，它是怎么生成的，如何被使用的，其中有什么数据，各像素各通道表示什么，如何跟 Mesh 网格等资源关联起来的等。

• 附带记录相关调查分析所需的对 Lightmass 和 Shader 的调试方法。
• 本文展示的源码和堆栈均基于虚幻引擎 UE 4.27.2 ，大部分原理机制和流程逻辑原则上对 UE5 也有参考意义。

背景问题

在实际项目开发中，遇到了如下具体问题：在我们自定义的地形中，放置一个静态方向光及一个静态Cube。在编辑器下，烘焙光照之后（Build Light Only），阴影显示异常，跟非静态光（如 Stationary ）下的表现（主要是位置）偏差较大。

扩展阅读

本文也会涉及到如下知识，相关的关键部分会在本文直接阐述，无需读过这些内容或对相关部分有很深了解。但如对相关知识有兴趣想更深入研究，欢迎参考阅读。

概念简述

• 静态阴影

  • 静态光源（Static Lights） 是在运行时完全无法更改或移动的光源。这些光源仅在Lightmap中计算，一旦处理完，对性能没有进一步影响。
  • 在三种光源可移动性中，静态光源的质量中等、可变性最低、性能成本最低。
  • 由于静态光源仅使用Lightmap，它们需要在游戏前进行阴影烘焙。这意味着，它们不能让移动（动态）对象产生阴影。如果要光照的对象也是静态的，就能够产生面积（接触）阴影。
  • 静态光源的主要应用对象是移动平台上的低性能设备。
  • 参见官方文档：静态光源

• Lightmap

  • Lightmap ，译为光照贴图，顾名思义它是一种贴图。静态光源下的静态物体主要基于 Lightmap 来渲染显示阴影效果，也仅当使用烘焙（或预计算）光照来光照静态网格体时，才需要Lightmap。后文会详细介绍 Lightmap 的内容、生成流程及与阴影之间的关联等。
  • 更多介绍参见：理解虚幻引擎中的光照贴图

• Lightmass

  • Lightmass，官方翻译 全局光照。Lightmass 是 Unreal 提供的静态全局照明解决方案 ，主要用于创建具有复杂光交互作用的光照图，例如区域阴影和漫反射。它用于预计算具有固定和静止运动性的光源的照明贡献部分。
  • 更多介绍请参阅：CPU Lightmass全局光照
  • 后文会提到，默认情况下 Lightmass 是一个不依赖引擎的程序，用于创建 Lightmap 等场景烘焙信息，最后通过 Swarm 把结果传输回编辑器。

• Swarm

  • 根据你的开发环境，渲染大型和开放世界场景可能会花费大量的时间，因为计算光照、阴影和几何体可能非常昂贵。有几种方法可以减少项目的构建时间，比如升级你的硬件以超出我们的推荐规格，或者使用任务分配系统，这就是 Unreal Swarm 的用途，减少执行昂贵计算所需的时间，比如高质量静态全局照明求解。
  • Unreal Swarm 是一种通用的应用程序和任务分配系统，由两种应用程序类型组成，一种是分配构建任务的协调程序，另一种是利用主机系统资产完成分配任务的代理程序。
  • 编辑器和Lightmass之间的通信由 Swarm Agent 处理，它管理本地的照明构建，也可以将照明构建分发到远程机器。
  • 更多介绍和设置请参阅：Unreal Swarm
  • 主要用于在编辑器和 Lightmass 之间传输烘焙数据（如包含 Lightmap 的 FMeshMapBuildData 等），后文提到光照烘焙过程中 Swarm 的作用和位置。

调试准备

工欲善其事，必先利其器。默认情况下，光照烘焙的数据和过程表现不直观，不方便查看数据，无法debug，操作耗时。为提高效率，有必要把相关调试工作准备好，以便高效开发、调试和验证。

相关代码优化的关闭

• 为了尽可能提高性能，有的代码或模块默认会开启代码优化，表现之一是无法断点或断点无法被命中。此时可尝试如下方法关闭代码优化。
• 把相关模块的代码优化方式（ OptimizeCode ）设置为不优化（ CodeOptimization.Never ），此为以下2种方法的前置设置。
• 如对于 Lightmass 模块来说，需要修改 UnrealLightmass.Build.cs ，在其中添加 OptimizeCode = CodeOptimization.Never;

• 有的函数被显示标记为 FORCEINLINE 了，如需对其 debug ，需要将相关宏注释掉。

• 如果还是没法命中断点，请在文件头尾添加相关宏：#pragma optimize("", off) 、 #pragma optimize("", on) 。

Lightmap 的查看

如果需要查看光照烘焙之后的 Lightmap ，有如下方法。

• 在引擎中直接查看
  • World Settings -> Lightmass -> Lightmaps

• 基于引擎插件查看
  • 也会显示物体UV
  • 插件地址：Light Map Viewer / Debugger

• 在 RenderDoc 中截帧查看

Shader 的 Debug

如果需要在渲染调试工具（如 RenderDoc ）中调试 Shader 或看 Shader 源码，需要开启引擎中 Shader 相关调试开关。

• 打开 Engine\Config\ConsoleVariables.ini ，把如下3行配置的注释取消即可。

r.ShaderDevelopmentMode=1
r.Shaders.Optimize=0
r.Shaders.KeepDebugInfo=1

Lightmass 光照烘焙过程的 Debug

默认情况下，UnrealLightmass 模块的代码不可调试，如需对光照烘焙的过程如 UnrealLightmass 中的代码进行断点调试，需要做一些设置。

• 在运行项目工程的UE编辑器的控制台输入 LIGHTMASSDEBUG （不区分大小写）。

• 点击 Build -> Build Lighting Only ，开始烘焙光照。

• 等待右下角弹出 Building Lighting : 0% 。

• 开个新的 UE4 解决方案（如用 Visual Studio 新打开 UE4.sln ）。
• 把 UnrealLightmass 设置为 Startup Projects ， Solution Configurations 选 Development Editor 或 Debug Editor 等允许调试的配置。

• 在需要断点的地方设置断点，按下 F5，即可开始调试，同时编辑器界面会继续烘焙光照。

• 注意 LIGHTMASSDEBUG 不带参数，加参数也没用。每次输入 LIGHTMASSDEBUG ，都会改变其值，请留意控制台的日志，确认当前的值。

Texel 的调试

可以对烘焙之后的静态网格体上的Texel进行 debug ，效果之一如下（Cube 为默认的白色 Cube ，上边的贴花一样的东西是点击后显示的调试信息）。这个功能还有其它作用，也可扩展自己的调试信息。

• 在 Engine\Source\Programs\UnrealLightmass\Private\Lighting\Lighting.h 中把 ALLOW_LIGHTMAP_SAMPLE_DEBUGGING 的默认值改为 1 。

• 在 Engine\Config\BaseLightmass.ini 中设置 bCompressLightmaps=False

• 在控制台中输入 r.TexelDebugging 1

• 编译 UnrealLightmass 。
• 编辑器下，按住 T，在已构建的静态网格体上选一个位置点击。

Lightmass 日志的查看

默认情况下，UnrealLightmass 模块中添加的日志不输出。如需输入，需要修改设置。

• 在 UnrealLightmass.Target.cs 中把 GlobalDefinitions.Add("ALLOW_LOG_FILE=0"); 改成 GlobalDefinitions.Add("ALLOW_LOG_FILE=1"); ，之后编译 UnrealLightmass Project 即可。

• 日志文件存储路径：Engine\Saved\Swarm\SwarmCache\Logs

原理流程

从静态阴影所需资源 Lightmap 中的数据的来源倒推，可推出静态阴影的渲染和光照烘焙的全流程。本文为阅读理解方便，流程从来源开始，正序叙述。先说概要，再说详细流程。

流程概要

• 点击光照烘焙，开启烘焙静态光照

• 需注意前置条件，即场景有静态光照射下的静态物体。

• 从静态网格等资源上获取基础数据，组建光照数据

• 烘焙时根据 Mesh 的顶点等数据，结合光照，计算并更新 FTextureMappingStaticLightingData

• 基于光照数据计算和生成Lightmap，存到文件

• 根据 FTextureMappingStaticLightingData 创建和更新 FMeshMapBuildData （及其中的Lightmap），序列化到本地。

• 从文件中拿到并序列化出Lightmap并组装、传输给 Shader

• 从磁盘里的 FMeshMapBuildData 中拿到 Lightmap ，传递给 Shader 。

• Shader 解析Lightmap，计算、渲染显示阴影

• Shader 拿到 Lightmap 后解析、计算，迭代到颜色，渲染显示到屏幕。

详细流程

烘焙时根据 Mesh 的顶点等数据，结合光照，计算并更新 FTextureMappingStaticLightingData

• 通过在编辑器下点击“Build Lighting Only”等操作，触发光照烘焙。调用 FStaticLightingManager::CreateStaticLightingSystem 创建 FStaticLightingSystem ，并执行 FStaticLightingSystem 的 BeginLightmassProcess 来开启 Lightmass 进程。

[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingSystem::BeginLightmassProcess() StaticLightingSystem.cpp:697
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingManager::CreateStaticLightingSystem(const FLightingBuildOptions &) StaticLightingSystem.cpp:310
[UE4Editor-UnrealEd.dll] UEditorEngine::BuildLighting(const FLightingBuildOptions &) StaticLightingSystem.cpp:2514
//编辑器下点击 “Build Lighting Only”触发，更多堆栈略。

• 在 BeginLightmassProcess 中，会通过 GatherStaticLightingInfo 来收集要处理的所有静态照明信。其会触发 FLandscapeStaticLightingMesh 的构造函数，在其中初始化 FTransform LocalToWorld 等数据，如根据 ULandscapeComponent 的 ComponentToWorld 初始化 LocalToWorld 。

[UE4Editor-Landscape.dll] FLandscapeStaticLightingMesh::FLandscapeStaticLightingMesh(ULandscapeComponent *,const TArray<ULightComponent *,TSizedDefaultAllocator<32> > &,int,int,float,int) LandscapeLight.cpp:159
[UE4Editor-Landscape.dll] ULandscapeComponent::GetStaticLightingInfo(FStaticLightingPrimitiveInfo &,const TArray<ULightComponent *,TSizedDefaultAllocator<32> > &,const FLightingBuildOptions &) LandscapeLight.cpp:695
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingSystem::GatherStaticLightingInfo(bool,bool) StaticLightingSystem.cpp:1163
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingSystem::BeginLightmassProcess() StaticLightingSystem.cpp:697
//更多堆栈略。

• BeginLightmassProcess 接下来还会通过 InitiateLightmassProcessor 运行 Lightmass 处理器的初始导出代码，其会把必要的数据存到 Lightmass::FLandscapeStaticLightingMeshData LandscapeInstanceMeshData 等 struct 中，如从上文提到的 FLandscapeStaticLightingMesh* LandscapeLightingMesh 中拿到的 FTransform LocalToWorld 的数据的 ToMatrixWithScale 版本等，也可以在这里添加自己想要的数据。最后通过 Swarm.WriteChannel 写到 Swarm 中传递给 Lightmass 进程。

[UE4Editor-UnrealEd.dll] FLightmassExporter::WriteLandscapeInstances(int) Lightmass.cpp:1911
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FLightmassExporter::WriteToChannel(FLightmassStatistics &,FGuid &) Lightmass.cpp:708
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FLightmassProcessor::InitiateExport() Lightmass.cpp:2897
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingSystem::InitiateLightmassProcessor() StaticLightingSystem.cpp:2196
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingSystem::BeginLightmassProcess() StaticLightingSystem.cpp:768
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingManager::CreateStaticLightingSystem(const FLightingBuildOptions &) StaticLightingSystem.cpp:310
[UE4Editor-UnrealEd.dll] UEditorEngine::BuildLighting(const FLightingBuildOptions &) StaticLightingSystem.cpp:2514
//更多略

• 在 Lightmass::FStaticLightingSystem::CacheIrradiancePhotonsThreadLoop 的时候触发 FStaticLightingSystem::CacheIrradiancePhotonsTextureMapping ，在单个纹理映射上缓存辐照度光子。它会调用 RasterizeToSurfaceCacheTextureMapping 栅格化到表面缓存纹理映射

UnrealLightmass.exe!Lightmass::FStaticLightingSystem::RasterizeToSurfaceCacheTextureMapping(Lightmass::FStaticLightingTextureMapping * TextureMapping, bool bDebugThisMapping, Lightmass::FTexelToVertexMap & TexelToVertexMap) Line 283	C++
UnrealLightmass.exe!Lightmass::FStaticLightingSystem::CacheIrradiancePhotonsTextureMapping(Lightmass::FStaticLightingTextureMapping * TextureMapping) Line 150	C++
UnrealLightmass.exe!Lightmass::FStaticLightingSystem::CacheIrradiancePhotonsThreadLoop(int ThreadIndex, bool bIsMainThread) Line 1655	C++
//更多略...

• RasterizeToSurfaceCacheTextureMapping 通过 FLandscapeStaticLightingMesh::GetTriangle 调用 FLandscapeStaticLightingMesh::GetStaticLightingVertex ，在其中利用 Swarm 发过来的数据（如上文的 LocalToWorld 及其它数据）对 FStaticLightingVertex& OutVertex 进行初始化和更新。再把拿到的顶点数据赋值给 FStaticLightingInterpolant 。

• FStaticMeshStaticLightingMesh

UnrealLightmass.exe!Lightmass::GetStaticLightingVertex(const Lightmass::FStaticMeshVertex & InVertex, const FMatrix & LocalToWorld, const FMatrix & LocalToWorldInverseTranspose, bool bIsSplineMesh, const Lightmass::FSplineMeshParams & SplineParams, Lightmass::FStaticLightingVertex & OutVertex) Line 187	C++
UnrealLightmass.exe!Lightmass::FStaticMeshStaticLightingMesh::GetTriangle(int TriangleIndex, Lightmass::FStaticLightingVertex & OutV0, Lightmass::FStaticLightingVertex & OutV1, Lightmass::FStaticLightingVertex & OutV2, int & ElementIndex) Line 218	C++
UnrealLightmass.exe!Lightmass::FStaticLightingSystem::RasterizeToSurfaceCacheTextureMapping(Lightmass::FStaticLightingTextureMapping * TextureMapping, bool bDebugThisMapping, Lightmass::FTexelToVertexMap & TexelToVertexMap) Line 283	C++
UnrealLightmass.exe!Lightmass::FStaticLightingSystem::CacheIrradiancePhotonsTextureMapping(Lightmass::FStaticLightingTextureMapping * TextureMapping) Line 150	C++
UnrealLightmass.exe!Lightmass::FStaticLightingSystem::CacheIrradiancePhotonsThreadLoop(int ThreadIndex, bool bIsMainThread) Line 1655	C++
//更多略...

• FLandscapeStaticLightingMesh

UnrealLightmass.exe!Lightmass::FLandscapeStaticLightingMesh::GetStaticLightingVertex(int VertexIndex, Lightmass::FStaticLightingVertex & OutVertex) Line 88	C++
UnrealLightmass.exe!Lightmass::FLandscapeStaticLightingMesh::GetTriangle(int TriangleIndex, Lightmass::FStaticLightingVertex & OutV0, Lightmass::FStaticLightingVertex & OutV1, Lightmass::FStaticLightingVertex & OutV2, int & ElementIndex) Line 111	C++
UnrealLightmass.exe!Lightmass::FStaticLightingSystem::CalculateTexelCorners(const Lightmass::FStaticLightingMesh * Mesh, Lightmass::FTexelToCornersMap & TexelToCornersMap, int UVIndex, bool bDebugThisMapping) Line 3728	C++
UnrealLightmass.exe!Lightmass::FStaticLightingSystem::RasterizeToSurfaceCacheTextureMapping(Lightmass::FStaticLightingTextureMapping * TextureMapping, bool bDebugThisMapping, Lightmass::FTexelToVertexMap & TexelToVertexMap) Line 275	C++
UnrealLightmass.exe!Lightmass::FStaticLightingSystem::CacheIrradiancePhotonsTextureMapping(Lightmass::FStaticLightingTextureMapping * TextureMapping) Line 150	C++
UnrealLightmass.exe!Lightmass::FStaticLightingSystem::CacheIrradiancePhotonsThreadLoop(int ThreadIndex, bool bIsMainThread) Line 1655	C++
//更多略...

• 不同类型的 Mesh 网格会使用不同但都继承于 FStaticLightingMesh 的类型来计算静态光照

• RasterizeToSurfaceCacheTextureMapping 随后光栅化多个子纹理像素样本并把结果做线性组合。使用贴图的纹理坐标通道对三角形进行栅格化，调用 FTriangleRasterizer TexelMappingRasterizer 的 DrawTriangle 绘制顶点和三角面。

• 在 FTriangleRasterizer DrawTriangle 的时候，在 FTriangleRasterizer 中，会对顶点做一些调整，比如找出 top 和 bottom 顶点并排序、计算边缘梯度等。

• 之后调用 FStaticLightingRasterPolicy::ProcessPixel ，设置 FTexelToVertex& TexelToVertex 。比如利用刚才 Interpolant.Vertex 中的 WorldPosition 等来计算 TexelToVertex.WorldPosition ，还有切线、法线等。

UnrealLightmass.exe!Lightmass::FTexelToVertex::SetWorldPosition(FVector4 InWorldPosition) Line 21	C++
UnrealLightmass.exe!Lightmass::FStaticLightingRasterPolicy::ProcessPixel(int X, int Y, const Lightmass::FStaticLightingInterpolant & Interpolant, bool BackFacing) Line 37	C++
UnrealLightmass.exe!Lightmass::FTriangleRasterizer<Lightmass::FStaticLightingRasterPolicy>::DrawTriangleTrapezoid(const Lightmass::FStaticLightingInterpolant & TopMinInterpolant, const Lightmass::FStaticLightingInterpolant & DeltaMinInterpolant, const Lightmass::FStaticLightingInterpolant & TopMaxInterpolant, const Lightmass::FStaticLightingInterpolant & DeltaMaxInterpolant, float TopMinX, float DeltaMinX, float TopMaxX, float DeltaMaxX, float MinY, float MaxY, bool BackFacing) Line 136	C++
UnrealLightmass.exe!Lightmass::FTriangleRasterizer<Lightmass::FStaticLightingRasterPolicy>::DrawTriangle(const Lightmass::FStaticLightingInterpolant & I0, const Lightmass::FStaticLightingInterpolant & I1, const Lightmass::FStaticLightingInterpolant & I2, const FVector2D & P0, const FVector2D & P1, const FVector2D & P2, bool BackFacing) Line 91	C++
UnrealLightmass.exe!Lightmass::FStaticLightingSystem::RasterizeToSurfaceCacheTextureMapping(Lightmass::FStaticLightingTextureMapping * TextureMapping, bool bDebugThisMapping, Lightmass::FTexelToVertexMap & TexelToVertexMap) Line 320	C++
UnrealLightmass.exe!Lightmass::FStaticLightingSystem::CacheIrradiancePhotonsTextureMapping(Lightmass::FStaticLightingTextureMapping * TextureMapping) Line 150	C++
UnrealLightmass.exe!Lightmass::FStaticLightingSystem::CacheIrradiancePhotonsThreadLoop(int ThreadIndex, bool bIsMainThread) Line 1653	C++
//更多略...

• 在 FStaticLightingSystem::ProcessTextureMapping 的时候，FStaticLightingSystem::CalculateDirectAreaLightingTextureMapping 时，通过 FTexelToVertexMap& TexelToVertexMap 获取 FTexelToVertex& TexelToVertex。通过 TexelToVertex.GetVertex() ，从 FTexelToVertex 中拿到 WorldPosition 等数据创建和初始化 FStaticLightingVertex，赋值 FStaticLightingVertex CurrentVertex ，

UnrealLightmass.exe!Lightmass::FTexelToVertex::GetVertex() Line 56	C++
UnrealLightmass.exe!Lightmass::FStaticLightingSystem::CalculateDirectAreaLightingTextureMapping(Lightmass::FStaticLightingTextureMapping * TextureMapping, Lightmass::FStaticLightingMappingContext & MappingContext, Lightmass::FGatheredLightMapData2D & LightMapData, Lightmass::FShadowMapData2D * & ShadowMapData, const Lightmass::FTexelToVertexMap & TexelToVertexMap, bool bDebugThisMapping, const Lightmass::FLight * Light, const bool bLowQualityLightMapsOnly) Line 1729	C++
UnrealLightmass.exe!Lightmass::FStaticLightingSystem::ProcessTextureMapping(Lightmass::FStaticLightingTextureMapping * TextureMapping) Line 873	C++
//更多略...

• 根据 CurrentVertex 的 WorldPosition 等计算 FLinearColor LightIntensity，再通过 CalculatePointLighting 得到 FGatheredLightSample DirectLighting，再通过 FGatheredLightMapSample 的 AddWeighted 来设置 FGatheredLightMapSample& CurrentLightSample 中的 SHVector 。

[Inline Frame] UnrealLightmass.exe!FLinearColor::operator+=(const FLinearColor &) Line 115	C++
[Inline Frame] UnrealLightmass.exe!Lightmass::TGatheredLightSample<2>::AddWeighted(const Lightmass::TGatheredLightSample<2> &) Line 50	C++
[Inline Frame] UnrealLightmass.exe!Lightmass::FGatheredLightMapSample::AddWeighted(const Lightmass::TGatheredLightSample<2> &) Line 147	C++
UnrealLightmass.exe!Lightmass::FStaticLightingSystem::CalculateDirectAreaLightingTextureMapping(Lightmass::FStaticLightingTextureMapping * TextureMapping, Lightmass::FStaticLightingMappingContext & MappingContext, Lightmass::FGatheredLightMapData2D & LightMapData, Lightmass::FShadowMapData2D * & ShadowMapData, const Lightmass::FTexelToVertexMap & TexelToVertexMap, bool bDebugThisMapping, const Lightmass::FLight * Light, const bool bLowQualityLightMapsOnly) Line 1744	C++
UnrealLightmass.exe!Lightmass::FStaticLightingSystem::ProcessTextureMapping(Lightmass::FStaticLightingTextureMapping * TextureMapping) Line 877	C++
//更多略...

• ProcessTextureMapping 随后调用 FGatheredLightMapData2D::ConvertToLightmap2D ， 其利用 FGatheredLightSample 的 SHVector 、IncidentLighting 等数据对 FLightSample NewSample 的 Coefficients 等进行初始化和更新。

UnrealLightmass.exe!Lightmass::FGatheredLightMapData2D::ConvertToLightmap2D(bool bDebugThisMapping, int PaddedDebugX, int PaddedDebugY) Line 79	C++
UnrealLightmass.exe!Lightmass::FStaticLightingSystem::ProcessTextureMapping(Lightmass::FStaticLightingTextureMapping * TextureMapping) Line 970	C++
//更多略...

• 基于 ConvertToLightmap2D 生成 FLightMapData2D* ConvertedLightMap 后，将其赋值给 FLightMapData2D* FinalLightmapData 。

根据 FTextureMappingStaticLightingData 创建和更新 FMeshMapBuildData （及其中的Lightmap）

• FStaticLightingSystem::ProcessTextureMapping 中创建和初始化的 FTextureMappingStaticLightingData& LightingData

UnrealLightmass.exe!Lightmass::FStaticLightingSystem::ProcessTextureMapping(Lightmass::FStaticLightingTextureMapping * TextureMapping) Line 908	C++
//更多略...

• 基于 LightingData 初始化和更新 FStaticLightingSystem::ProcessTextureMapping 时的 FGatheredLightMapData2D PaddedLightMapData

UnrealLightmass.exe!Lightmass::FStaticLightingSystem::ProcessTextureMapping(Lightmass::FStaticLightingTextureMapping * TextureMapping) Line 967	C++
//更多略...

• 基于 PaddedLightMapData 初始化和更新 FStaticLightingSystem::ProcessTextureMapping 时的 FLightMapData2D* FinalLightmapData

UnrealLightmass.exe!Lightmass::FStaticLightingSystem::ProcessTextureMapping(Lightmass::FStaticLightingTextureMapping * TextureMapping) Line 971	C++
//更多略...

• 基于 FLightMapData2D* FinalLightmapData 初始化和更新 TList* StaticLightingLink->Element.LightMapData

• 基于 TList* StaticLightingLink 在这里写 Lightmass::FLightmassSolverExporter::ExportResults ，TList*

UnrealLightmass.exe!Lightmass::FLightmassSolverExporter::ExportResults(Lightmass::FTextureMappingStaticLightingData & LightingData, bool bUseUniqueChannel) Line 417	C++
//更多略...

• 在 FLightmassSolverExporter::ExportResults 中，FLightMapData2D::Compress 的时候，在 QuantizeLightSamples 中根据 FLightSampleData 的 Coefficients 更新 OutAdd 、OutMultiply 和 OutLightSamples 等，赋值给 FLightMapData2D 的 Add 、Multiply 和 Data 等。

UnrealLightmass.exe!Lightmass::GetLUVW(const float * RGB, float & L, float & U, float & V, float & W) Line 67	C++
UnrealLightmass.exe!Lightmass::QuantizeLightSamples(TArray<Lightmass::FLightSample,TSizedDefaultAllocator<32>> & InLightSamples, TArray<Lightmass::FQuantizedLightSampleData,TSizedDefaultAllocator<32>> & OutLightSamples, float[4] * OutMultiply, float[4] * OutAdd, int DebugSampleIndex, bool bUseMappedFlag) Line 146	C++
UnrealLightmass.exe!Lightmass::FLightMapData2D::Quantize(int DebugSampleIndex) Line 349	C++
UnrealLightmass.exe!Lightmass::FLightMapData2D::Compress(int DebugSampleIndex) Line 56	C++
UnrealLightmass.exe!Lightmass::FLightmassSolverExporter::ExportResults(Lightmass::FTextureMappingStaticLightingData & LightingData, bool bUseUniqueChannel) Line 399	C++
//更多略...

• 在 FLightmassProcessor::ProcessMapping 的时候根据 FTextureMappingImportHelper* TImportData 的 FQuantizedLightmapData* QuantizedData 等创建和更新 TUniquePtr Allocation （的 TArray RawData 等数据）

[UE4Editor-Engine.dll] FLightMap2D::AllocateLightMap(UObject *,FQuantizedLightmapData *&,const TMap<ULightComponent *,FShadowMapData2D *,FDefaultSetAllocator,TDefaultMapHashableKeyFuncs<ULightComponent *,FShadowMapData2D *,0> > &,const FBoxSphereBounds &,ELightMapPaddingType,ELightMapFlags) LightMap.cpp:2073
[UE4Editor-Landscape.dll] FLandscapeStaticLightingTextureMapping::Apply(FQuantizedLightmapData *,const TMap<ULightComponent *,FShadowMapData2D *,FDefaultSetAllocator,TDefaultMapHashableKeyFuncs<ULightComponent *,FShadowMapData2D *,0> > &,ULevel *) LandscapeLight.cpp:68
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FLightmassProcessor::ProcessMapping(const FGuid &) Lightmass.cpp:4342
[Inlined] [UE4Editor-UnrealEd.dll] FLightmassProcessor::ProcessAvailableMappings() Lightmass.cpp:4391
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FLightmassProcessor::CompleteRun() Lightmass.cpp:3472
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingSystem::FinishLightmassProcess() StaticLightingSystem.cpp:2237
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingManager::ProcessLightingData() StaticLightingSystem.cpp:170
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingSystem::UpdateLightingBuild() StaticLightingSystem.cpp:2383
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingManager::UpdateBuildLighting() StaticLightingSystem.cpp:347
//更多略...

• 在 FStaticLightingSystem::FinishLightmassProcess 的时候 FLightMap2D::EncodeTextures 时创建和初始化 FLightMapPendingTexture 。之后执行 FLightMapPendingTexture 的 FAsyncEncode 异步编码操作。

[UE4Editor-Engine.dll] FLightMapPendingTexture::CreateUObjects() LightMap.cpp:1230
[UE4Editor-Engine.dll] FLightMap2D::EncodeTextures(UWorld *,ULevel *,bool,bool) LightMap.cpp:2544
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingSystem::EncodeTextures(bool) StaticLightingSystem.cpp:1244
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingSystem::FinishLightmassProcess() StaticLightingSystem.cpp:2253
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingManager::ProcessLightingData() StaticLightingSystem.cpp:170
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingSystem::UpdateLightingBuild() StaticLightingSystem.cpp:2383
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingManager::UpdateBuildLighting() StaticLightingSystem.cpp:347
//更多略...

• 在 FAsyncEncode 中，根据 FLightMapAllocation （的 TArray RawData 、Scale 、Add 等数据）对 FLightMapPendingTexture 中的 ULightMapTexture2D* Textures[NUM_STORED_LIGHTMAP_COEF] 进行编码，设置其 DestColor 的 RGBA 。

[UE4Editor-Engine.dll] FLightMapPendingTexture::EncodeCoefficientTexture(int,UTexture *,unsigned int,const FColor &,bool) LightMap.cpp:1648
[UE4Editor-Engine.dll] FLightMapPendingTexture::StartEncoding(ULevel *,ITextureCompressorModule *) LightMap.cpp:1827
[UE4Editor-Engine.dll] FAsyncEncode<FLightMapPendingTexture>::DoThreadedWork() SceneManagement.h:903
[UE4Editor-Core.dll] FQueuedThread::Run() ThreadingBase.cpp:994
[UE4Editor-Core.dll] FRunnableThreadWin::Run() WindowsRunnableThread.cpp:84
[UE4Editor-Core.dll] FRunnableThreadWin::GuardedRun() WindowsRunnableThread.cpp:27
[kernel32.dll] <unknown> 0x00007ffeb8d77604
[ntdll.dll] <unknown> 0x00007ffeba9226a1

• 在 FLightMapPendingTexture::PostEncode 的时候通过 UTexture::CachePlatformData 把 FLightMapPendingTexture 的 ULightMapTexture2D* Textures[NUM_STORED_LIGHTMAP_COEF] 序列化到本地（生成DDC啥的），即生成了对应的 Lightmap 贴图资源。

[UE4Editor-Engine.dll] FTexturePlatformData::Cache(UTexture &,const FTextureBuildSettings *,unsigned int,ITextureCompressorModule *) TextureDerivedData.cpp:854
[UE4Editor-Engine.dll] UTexture::CachePlatformData(bool,bool,bool,ITextureCompressorModule *) TextureDerivedData.cpp:1690
[Inlined] [UE4Editor-Engine.dll] FLightMapPendingTexture::PostEncode(UTexture2D *) LightMap.cpp:596
[UE4Editor-Engine.dll] FLightMapPendingTexture::PostEncode() LightMap.cpp:679
[UE4Editor-Engine.dll] FLightMap2D::EncodeTextures(UWorld *,ULevel *,bool,bool) LightMap.cpp:2575
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingSystem::EncodeTextures(bool) StaticLightingSystem.cpp:1244
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingSystem::FinishLightmassProcess() StaticLightingSystem.cpp:2253
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingManager::ProcessLightingData() StaticLightingSystem.cpp:170
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingSystem::UpdateLightingBuild() StaticLightingSystem.cpp:2383
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingManager::UpdateBuildLighting() StaticLightingSystem.cpp:347
//更多略...

• 之后调用 FLightMapPendingTexture::FinishCacheTexture 做一些收尾，如提示等。

[Inlined] [UE4Editor-Engine.dll] FLightMapPendingTexture::FinishCacheTexture(UTexture2D *) LightMap.cpp:589
[UE4Editor-Engine.dll] FLightMapPendingTexture::FinishCachingTextures() LightMap.cpp:753
[UE4Editor-Engine.dll] FLightMap2D::EncodeTextures(UWorld *,ULevel *,bool,bool) LightMap.cpp:2590
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingSystem::EncodeTextures(bool) StaticLightingSystem.cpp:1244
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingSystem::FinishLightmassProcess() StaticLightingSystem.cpp:2253
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingManager::ProcessLightingData() StaticLightingSystem.cpp:170
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingSystem::UpdateLightingBuild() StaticLightingSystem.cpp:2383
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingManager::UpdateBuildLighting() StaticLightingSystem.cpp:347
//更多略...

• 在 FLightmassProcessor::ImportTextureMapping 从 Swarm 中读 Lightmass::FLightMapData2DData LMLightmapData2DData，据此初始化 FTextureMappingImportHelper& TMImport 的 FQuantizedLightmapData* QuantizedData （如其 Add 、Multiply 和 Data 等）

• FLightmassProcessor::ProcessMapping 中 FStaticMeshStaticLightingTextureMapping::Apply 时，拿到对应的 ULevel ，通过 GetOrCreateMapBuildData 获取对应的 UMapBuildDataRegistry ，通过 AllocateMeshBuildData 分配 FMeshMapBuildData ，通过 FLightMap2D::AllocateLightMap 根据 FQuantizedLightmapData 类型的 QuantizedData 创建和分配 FMeshMapBuildData 。

[UE4Editor-Landscape.dll] FLandscapeStaticLightingTextureMapping::Apply(FQuantizedLightmapData *,const TMap<ULightComponent *,FShadowMapData2D *,FDefaultSetAllocator,TDefaultMapHashableKeyFuncs<ULightComponent *,FShadowMapData2D *,0> > &,ULevel *) LandscapeLight.cpp:68
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FLightmassProcessor::ProcessMapping(const FGuid &) Lightmass.cpp:4342
[Inlined] [UE4Editor-UnrealEd.dll] FLightmassProcessor::ProcessAvailableMappings() Lightmass.cpp:4391
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FLightmassProcessor::CompleteRun() Lightmass.cpp:3472
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingSystem::FinishLightmassProcess() StaticLightingSystem.cpp:2237
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingManager::ProcessLightingData() StaticLightingSystem.cpp:170
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingSystem::UpdateLightingBuild() StaticLightingSystem.cpp:2383
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingManager::UpdateBuildLighting() StaticLightingSystem.cpp:347
//更多略...


[UE4Editor-Engine.dll] FStaticMeshStaticLightingTextureMapping::Apply(FQuantizedLightmapData *,const TMap<ULightComponent *,FShadowMapData2D *,FDefaultSetAllocator,TDefaultMapHashableKeyFuncs<ULightComponent *,FShadowMapData2D *,0> > &,ULevel *) StaticMeshLight.cpp:260
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FLightmassProcessor::ProcessMapping(const FGuid &) Lightmass.cpp:4342
[Inlined] [UE4Editor-UnrealEd.dll] FLightmassProcessor::ProcessAvailableMappings() Lightmass.cpp:4391
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FLightmassProcessor::CompleteRun() Lightmass.cpp:3472
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingSystem::FinishLightmassProcess() StaticLightingSystem.cpp:2237
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingManager::ProcessLightingData() StaticLightingSystem.cpp:170
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingSystem::UpdateLightingBuild() StaticLightingSystem.cpp:2383
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingManager::UpdateBuildLighting() StaticLightingSystem.cpp:347
//更多略...

• 在 FLightMap2D::AllocateLightMap 中基于 FQuantizedLightmapData*& SourceQuantizedData 创建 TUniquePtr Allocation，添加到 FLightMapAllocationGroup AllocationGroup 的 TArray<TUniquePtr, TInlineAllocator<1>> Allocations ，继而赋值给 static TArray PendingLightMaps （尚未编码为纹理的Lightmap列表） 。

• 基于 PendingLightMaps 设置和更新 PendingTextures

• PendingLightMaps 跟 PendingTextures 并非一一对应关系，而是多对一的关系。如 PendingLightMaps 可能有23张，对应的 PendingTextures 只有6张。多张源自 PendingLightMaps 的贴图会在 FLightMap2D::EncodeTextures 的时候通过一定的规则整合到一张图中。

• FLightMapPendingTexture::AddElement ，其中调用 FTextureLayout::AddElement 。
• 在纹理中查找足够大的空闲区域以包含给定大小的表面。 如果找到足够大的区域，则将其标记为正在使用，输出参数 OutBaseX 和 OutBaseY 设置为空闲区域左上角的坐标，并且函数返回 true。 否则，该函数返回 false，并且 OutBaseX 和 OutBaseY 保持未初始化状态。 如果分配成功，Allocation.OffsetX和Allocation.OffsetY将被设置为分配区域的左上角。参数 Allocation： 尝试匹配的Lightmap分配组，参数 ForceIntoThisTexture ：在考虑是否应将映射打包到该纹理时是否忽略距离和其他因素

[UE4Editor-Engine.dll] FLightMap2D::EncodeTextures(UWorld *,ULevel *,bool,bool) LightMap.cpp:2521
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingSystem::EncodeTextures(bool) StaticLightingSystem.cpp:1244
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingSystem::FinishLightmassProcess() StaticLightingSystem.cpp:2253
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingManager::ProcessLightingData() StaticLightingSystem.cpp:170
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingSystem::UpdateLightingBuild() StaticLightingSystem.cpp:2383
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingManager::UpdateBuildLighting() StaticLightingSystem.cpp:347
[UE4Editor-UnrealEd.dll] UEditorEngine::UpdateBuildLighting() StaticLightingSystem.cpp:2519
//更多略...

• 基于 PendingTextures 中的元素创建 Lightmap 文件。每次 创建2张，一张HQ，一张LQ

Lightmap 从磁盘里的 FMeshMapBuildData 中到 Shader 参数

• 在地图加载完毕，FLinkerLoad Preload 的时候触发 UMapBuildDataRegistry 的反序列化 Serialize ，初始化 MeshMapBuildData 中的 LightMap 等数据。

[UE4Editor-Engine.dll] operator<<(FArchive &,FMeshMapBuildData &) MapBuildData.cpp:39
[Inlined] [UE4Editor-Engine.dll] UE4Tuple_Private::operator<<(FArchive &,UE4Tuple_Private::TTupleBase<TIntegerSequence<unsigned int,0,1>,FGuid,FMeshMapBuildData> &) Tuple.h:318
[Inlined] [UE4Editor-Engine.dll] operator<<(FArchive &,TSetElement<TTuple<FGuid,FMeshMapBuildData> > &) Set.h:244
[UE4Editor-Engine.dll] operator<<(FArchive &,TSparseArray<TSetElement<TTuple<FGuid,FMeshMapBuildData> >,TSparseArrayAllocator<TSizedDefaultAllocator<32>,FDefaultBitArrayAllocator> > &) SparseArray.h:606
[UE4Editor-Engine.dll] operator<<(FArchive &,TSet<TTuple<FGuid,FMeshMapBuildData>,TDefaultMapHashableKeyFuncs<FGuid,FMeshMapBuildData,0>,FDefaultSetAllocator> &) Set.h:994
[Inlined] [UE4Editor-Engine.dll] operator<<(FArchive &,TMapBase<FGuid,FMeshMapBuildData,FDefaultSetAllocator,TDefaultMapHashableKeyFuncs<FGuid,FMeshMapBuildData,0> > &) Map.h:712
[UE4Editor-Engine.dll] UMapBuildDataRegistry::Serialize(FArchive &) MapBuildData.cpp:367
[UE4Editor-CoreUObject.dll] FLinkerLoad::Preload(UObject *) LinkerLoad.cpp:4180
[UE4Editor-CoreUObject.dll] EndLoad(FUObjectSerializeContext *) UObjectGlobals.cpp:1604
[UE4Editor-CoreUObject.dll] <lambda_fc6dac93f63b3d981a3bc8e7f817eeef>::operator()() UObjectGlobals.cpp:1270
[UE4Editor-CoreUObject.dll] LoadPackageInternal(UPackage *,const wchar_t *,unsigned int,FLinkerLoad *,FArchive *,const FLinkerInstancingContext *) UObjectGlobals.cpp:1375
[UE4Editor-CoreUObject.dll] LoadPackage(UPackage *,const wchar_t *,unsigned int,FArchive *,const FLinkerInstancingContext *) UObjectGlobals.cpp:1473
[UE4Editor-UnrealEd.dll] UEditorEngine::Map_Load(const wchar_t *,FOutputDevice &) EditorServer.cpp:2667
[UE4Editor-UnrealEd.dll] UEditorEngine::HandleMapCommand(const wchar_t *,FOutputDevice &,UWorld *) EditorServer.cpp:6154
[UE4Editor-UnrealEd.dll] UEditorEngine::Exec(UWorld *,const wchar_t *,FOutputDevice &) EditorServer.cpp:5711
[UE4Editor-UnrealEd.dll] UUnrealEdEngine::Exec(UWorld *,const wchar_t *,FOutputDevice &) UnrealEdSrv.cpp:697
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FEditorFileUtils::LoadMap(const FString &,bool,const bool) FileHelpers.cpp:2554
//更多略...

• 在加载中的 UMapBuildDataRegistry PostLoad 的时候触发 SetupLightmapResourceClusters ，其通过 GetClusterInput 拿到 FLightmapClusterResourceInput ，以此为 UMapBuildDataRegistry 的 LightmapResourceClusters 进行初始化，完事后赋值为 ResourceCluster 保存到 FMeshMapBuildData 。

[UE4Editor-Engine.dll] UMapBuildDataRegistry::SetupLightmapResourceClusters() MapBuildData.cpp:872
[UE4Editor-CoreUObject.dll] UObject::ConditionalPostLoad() Obj.cpp:1092
[UE4Editor-CoreUObject.dll] UObject::PostLoadSubobjects(FObjectInstancingGraph *) Obj.cpp:1125
[Inlined] [UE4Editor-CoreUObject.dll] UObject::ConditionalPostLoadSubobjects(FObjectInstancingGraph *) Obj.cpp:1190
[UE4Editor-CoreUObject.dll] UObject::ConditionalPostLoad() Obj.cpp:1075
[UE4Editor-CoreUObject.dll] EndLoad(FUObjectSerializeContext *) UObjectGlobals.cpp:1662
[UE4Editor-CoreUObject.dll] <lambda_fc6dac93f63b3d981a3bc8e7f817eeef>::operator()() UObjectGlobals.cpp:1270
[UE4Editor-CoreUObject.dll] LoadPackageInternal(UPackage *,const wchar_t *,unsigned int,FLinkerLoad *,FArchive *,const FLinkerInstancingContext *) UObjectGlobals.cpp:1375
[UE4Editor-CoreUObject.dll] LoadPackage(UPackage *,const wchar_t *,unsigned int,FArchive *,const FLinkerInstancingContext *) UObjectGlobals.cpp:1473
[UE4Editor-UnrealEd.dll] UEditorEngine::Map_Load(const wchar_t *,FOutputDevice &) EditorServer.cpp:2667
[UE4Editor-UnrealEd.dll] UEditorEngine::HandleMapCommand(const wchar_t *,FOutputDevice &,UWorld *) EditorServer.cpp:6154
[UE4Editor-UnrealEd.dll] UEditorEngine::Exec(UWorld *,const wchar_t *,FOutputDevice &) EditorServer.cpp:5711
[UE4Editor-UnrealEd.dll] UUnrealEdEngine::Exec(UWorld *,const wchar_t *,FOutputDevice &) UnrealEdSrv.cpp:697
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FEditorFileUtils::LoadMap(const FString &,bool,const bool) FileHelpers.cpp:2554
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FEditorFileUtils::LoadDefaultMapAtStartup() FileHelpers.cpp:4045
//更多略

• 在地图加载完毕，InitWorld 的时候，调用 UMapBuildDataRegistry 的 InitializeClusterRenderingResources 来初始化 Cluster 渲染资源。通过 GetLightmapClusterResourceParameters 从 FLightmapClusterResourceInput 中拿到 LightMapTextures 等数据为 FLightmapResourceClusterShaderParameters 的 LightMapTexture 和 LightMapSampler 等赋值。

[UE4Editor-Engine.dll] GetLightmapClusterResourceParameters(Type,const FLightmapClusterResourceInput &,IAllocatedVirtualTexture *,FLightmapResourceClusterShaderParameters &) SceneManagement.cpp:944
[UE4Editor-Engine.dll] FLightmapResourceCluster::UpdateUniformBuffer_RenderThread() LightMap.cpp:3451
[UE4Editor-Engine.dll] UMapBuildDataRegistry::InitializeClusterRenderingResources(Type) MapBuildData.cpp:916
[UE4Editor-Engine.dll] ULevel::InitializeRenderingResources() Level.cpp:1995
[UE4Editor-Engine.dll] UWorld::InitWorld(InitializationValues) World.cpp:1683
[UE4Editor-UnrealEd.dll] UEditorEngine::Map_Load(const wchar_t *,FOutputDevice &) EditorServer.cpp:2741
[UE4Editor-UnrealEd.dll] UEditorEngine::HandleMapCommand(const wchar_t *,FOutputDevice &,UWorld *) EditorServer.cpp:6154
[UE4Editor-UnrealEd.dll] UEditorEngine::Exec(UWorld *,const wchar_t *,FOutputDevice &) EditorServer.cpp:5711
[UE4Editor-UnrealEd.dll] UUnrealEdEngine::Exec(UWorld *,const wchar_t *,FOutputDevice &) UnrealEdSrv.cpp:697
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FEditorFileUtils::LoadMap(const FString &,bool,const bool) FileHelpers.cpp:2554
//更多略...

• 在 FMeshPassProcessor BuildMeshDrawCommands 的时候触发 FUniformLightMapPolicy 等的 GetVertexShaderBindings 和 GetPixelShaderBindings 等。

[UE4Editor-Renderer.dll] SetupLCIUniformBuffers(const FPrimitiveSceneProxy *,const FLightCacheInterface *,FRHIUniformBuffer *&,FRHIUniformBuffer *&,FRHIUniformBuffer *&) LightMapRendering.cpp:60
[UE4Editor-Renderer.dll] FUniformLightMapPolicy::GetPixelShaderBindings(const FPrimitiveSceneProxy *,const FLightCacheInterface *const &,const FUniformLightMapPolicyShaderParametersType *,FMeshDrawSingleShaderBindings &) LightMapRendering.cpp:139
[UE4Editor-Renderer.dll] TBasePassPixelShaderPolicyParamType<FUniformLightMapPolicy>::GetShaderBindings(const FScene *,Type,const FPrimitiveSceneProxy *,const FMaterialRenderProxy &,const FMaterial &,const FMeshPassProcessorRenderState &,const TBasePassShaderElementData<FUniformLightMapPolicy> &,FMeshDrawSingleShaderBindings &) BasePassRendering.inl:93
[UE4Editor-Renderer.dll] FMeshPassProcessor::BuildMeshDrawCommands<TMeshProcessorShaders<TBasePassVertexShaderPolicyParamType<FUniformLightMapPolicy>,FBaseHS,FBaseDS,TBasePassPixelShaderPolicyParamType<FUniformLightMapPolicy>,FMeshMaterialShader,FMeshMaterialShader,FMeshMaterialShader>,TBasePassShaderElementData<FUniformLightMapPolicy> >(const FMeshBatch &__restrict,unsigned long long,const FPrimitiveSceneProxy *__restrict,const FMaterialRenderProxy &__restrict,const FMaterial &__restrict,const FMeshPassProcessorRenderState &__restrict,TMeshProcessorShaders<TBasePassVertexShaderPolicyParamType<FUniformLightMapPolicy>,FBaseHS,FBaseDS,TBasePassPixelShaderPolicyParamType<FUniformLightMapPolicy>,FMeshMaterialShader,FMeshMaterialShader,FMeshMaterialShader>,ERasterizerFillMode,ERasterizerCullMode,FMeshDrawCommandSortKey,EMeshPassFeatures,const TBasePassShaderElementData<FUniformLightMapPolicy> &) MeshPassProcessor.inl:101
[UE4Editor-Renderer.dll] FEditorPrimitivesBasePassMeshProcessor::ProcessDeferredShadingPath(const FMeshBatch &,unsigned long long,const FMaterial &,const FMaterialRenderProxy &,const FPrimitiveSceneProxy *,int) EditorPrimitivesRendering.cpp:111
[UE4Editor-Renderer.dll] FEditorPrimitivesBasePassMeshProcessor::TryAddMeshBatch(const FMeshBatch &__restrict,unsigned long long,const FPrimitiveSceneProxy *__restrict,int,const FMaterialRenderProxy &,const FMaterial &) EditorPrimitivesRendering.cpp:56
[UE4Editor-Renderer.dll] FEditorPrimitivesBasePassMeshProcessor::AddMeshBatch(const FMeshBatch &__restrict,unsigned long long,const FPrimitiveSceneProxy *__restrict,int) EditorPrimitivesRendering.cpp:29
//更多略...

• 在 GetPixelShaderBindings 等的时候通过 SetupLCIUniformBuffers 调用 GDefaultLightmapResourceClusterUniformBuffer 的 GetUniformBufferRHI() 拿到全局的 FDefaultLightmapResourceClusterUniformBuffer 为 LightmapResourceClusterBuffer 赋值。

[UE4Editor-Renderer.dll] SetupLCIUniformBuffers(const FPrimitiveSceneProxy *,const FLightCacheInterface *,FRHIUniformBuffer *&,FRHIUniformBuffer *&,FRHIUniformBuffer *&) LightMapRendering.cpp:60
[UE4Editor-Renderer.dll] FUniformLightMapPolicy::GetVertexShaderBindings(const FPrimitiveSceneProxy *,const FLightCacheInterface *const &,const FUniformLightMapPolicyShaderParametersType *,FMeshDrawSingleShaderBindings &) LightMapRendering.cpp:122
[UE4Editor-Renderer.dll] TBasePassVertexShaderPolicyParamType<FUniformLightMapPolicy>::GetShaderBindings(const FScene *,Type,const FPrimitiveSceneProxy *,const FMaterialRenderProxy &,const FMaterial &,const FMeshPassProcessorRenderState &,const TBasePassShaderElementData<FUniformLightMapPolicy> &,FMeshDrawSingleShaderBindings &) BasePassRendering.inl:45
[UE4Editor-Renderer.dll] FMeshPassProcessor::BuildMeshDrawCommands<TMeshProcessorShaders<TBasePassVertexShaderPolicyParamType<FUniformLightMapPolicy>,FBaseHS,FBaseDS,TBasePassPixelShaderPolicyParamType<FUniformLightMapPolicy>,FMeshMaterialShader,FMeshMaterialShader,FMeshMaterialShader>,TBasePassShaderElementData<FUniformLightMapPolicy> >(const FMeshBatch &__restrict,unsigned long long,const FPrimitiveSceneProxy *__restrict,const FMaterialRenderProxy &__restrict,const FMaterial &__restrict,const FMeshPassProcessorRenderState &__restrict,TMeshProcessorShaders<TBasePassVertexShaderPolicyParamType<FUniformLightMapPolicy>,FBaseHS,FBaseDS,TBasePassPixelShaderPolicyParamType<FUniformLightMapPolicy>,FMeshMaterialShader,FMeshMaterialShader,FMeshMaterialShader>,ERasterizerFillMode,ERasterizerCullMode,FMeshDrawCommandSortKey,EMeshPassFeatures,const TBasePassShaderElementData<FUniformLightMapPolicy> &) MeshPassProcessor.inl:87
[UE4Editor-Renderer.dll] FEditorPrimitivesBasePassMeshProcessor::ProcessDeferredShadingPath(const FMeshBatch &,unsigned long long,const FMaterial &,const FMaterialRenderProxy &,const FPrimitiveSceneProxy *,int) EditorPrimitivesRendering.cpp:111
[UE4Editor-Renderer.dll] FEditorPrimitivesBasePassMeshProcessor::TryAddMeshBatch(const FMeshBatch &__restrict,unsigned long long,const FPrimitiveSceneProxy *__restrict,int,const FMaterialRenderProxy &,const FMaterial &) EditorPrimitivesRendering.cpp:56
[UE4Editor-Renderer.dll] FEditorPrimitivesBasePassMeshProcessor::AddMeshBatch(const FMeshBatch &__restrict,unsigned long long,const FPrimitiveSceneProxy *__restrict,int) EditorPrimitivesRendering.cpp:29
//更多略...

• 回到 GetPixelShaderBindings 等中，把 SetupLCIUniformBuffers 获取到的 LightmapResourceClusterBuffer 作为 LightmapResourceCluster PixelShaderParameters 绑定到 ShaderBindings 中。

• FUniformLightMapPolicyShaderParametersType 中设置和绑定了名为 LightmapResourceCluster 的 FShaderUniformBufferParameter ，可在 Shader 中获取。

静态阴影的渲染流程（Lightmap 从 Shader 参数到屏幕上的阴影效果）

• 在 Shader 中采样拿到对应的 Lightmap ，并作解析 （/Engine/Private/LightmapCommon.ush ：GetLightMapColorLQ 、 GetLightMapColorHQ）

• 基于 Lightmap 的光照和阴影的计算，最终叠加在 basePass 的 diffuse color 上 （/Engine/Private/BasePassPixelShader.usf：GetPrecomputedIndirectLightingAndSkyLight，/Engine/Private/BasePassPixelShader.usf：FPixelShaderInOut_MainPS，/Engine/Private/BasePassPixelShader.usf：LightAccumulator_Add）

• 截帧下的 Pass、贴图和 Shader 。

问题答疑

• 背景提到的问题的原因和解决办法

• 在自定义的地形系统获取静态光照相关的顶点数据（ FLandscapeStaticLightingMesh::GetStaticLightingVertex）的时候，计算顶点 （OutVertex） 的 世界坐标 （WorldPosition） 时，没有为新地形做适配。解决办法为基于新地形的逻辑去计算顶点的世界坐标（ OutVertex.WorldPosition ）即可。

• Lightmap 中 LQ 和 HQ 的异同，像素的编码规则、数据来源和在 Shader 中的解码使用

• Lightmap 包含 HighQuality 和 LowQuality 两种，根据是否移动平台决定使用哪种，光照烘焙的时候两种都会烘焙。
• 光照信息分为上下两部分，上半部分存储的是线性空间的光照颜色（HQ 的基于 Gamma ）和亮度（HQ 不含）的预乘信息，下半部分存储是入射光照的最大贡献方向。
• HQ Lightmap 的 Alpha 分上下两部分，上半部分存整数，下半部分小数。

• LQ Lightmap 不包含 Alpha 通道

• 详细的编码规则见：LightmapData.cpp 的 QuantizeLightSamples

HQ Lightmap 的编码规则

LQ Lightmap 的编码规则

• SourceSample 的 Coefficients[0] 和 Coefficients[2] 分别表示 HQ 和 LQ 的 Lightmap ，来源见：FGatheredLightMapSample::ConvertToLightSample 或详细流程。

• 其中 ConvertToLightSampleHelper

• SHVector 表示世界空间入射光，计算方式和来源见 FStaticLightingSystem::CalculateDirectAreaLightingTextureMapping 或详细流程。

• 两种 Lightmap 在 Shader 中的解码

• Lightmap 的名字

• 在 FLightMap2D::EncodeTextures 中，贴图合并后生成最终的贴图前通过 FLightMapPendingTexture::GetLightmapName 获取名字。

[UE4Editor-Engine.dll] FLightMapPendingTexture::GetLightmapName(int,int) LightMap.cpp:1934
[UE4Editor-Engine.dll] FLightMapPendingTexture::CreateUObjects() LightMap.cpp:1229
[UE4Editor-Engine.dll] FLightMap2D::EncodeTextures(UWorld *,ULevel *,bool,bool) LightMap.cpp:2544
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingSystem::EncodeTextures(bool) StaticLightingSystem.cpp:1244
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingSystem::FinishLightmassProcess() StaticLightingSystem.cpp:2253
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingManager::ProcessLightingData() StaticLightingSystem.cpp:170
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingSystem::UpdateLightingBuild() StaticLightingSystem.cpp:2383
[UE4Editor-UnrealEd.dll] FStaticLightingManager::UpdateBuildLighting() StaticLightingSystem.cpp:347
[UE4Editor-UnrealEd.dll] UEditorEngine::UpdateBuildLighting() StaticLightingSystem.cpp:2519
//更多略...

• Lightmap 的尺寸设置和限制

• 在 FLightMap2D::EncodeTextures 中根据 AWorldSettings 中设置的 PackedLightAndShadowMapTextureSize 及贴图的实际大小决定贴图的尺寸。

FLightMap2D::EncodeTextures

• Lightmap 的宽高比

• 如果没有现有的合适纹理，创建一个新纹理。 如果我们没有 VT，需要 2:1 的宽高比来处理将Lightmap打包到顶部/底部纹理区域。如果包含 VT，最好使用方形Lightmap（更好的页表使用）。

FLightMap2D::EncodeTextures

FTextureLayout::AddElement

• Lightmap 的数目与合并

• 各静态资源的光照烘焙数据存储在 FQuantizedLightmapData*& SourceQuantizedData 中，据此添加到 PendingLightMaps 内，在 FLightMap2D::EncodeTextures 中对 PendingLightMaps 的贴图进行重新排序、编码（在 FLightMapPendingTexture::AddElement 、FTextureLayout::AddElement 中合并），生成与 Worldsettings 等处看到的数目、数据和名字等一致的 Lightmaps 。

• Lightmap 的 UV

• 默认情况下，参与烘焙的静态 Mesh 顶点的第一个 UV（UE4 中的 UV 通道 0）为纹理 UV，据此在其 UV1 保存Lightmap UV ，结合坐标 CoordinateScale和CoordinateBias，“标识”Mesh在贴图中的采样区域。此特定 UV 用于存储烘焙光照和阴影信息。

• 纹理 UV 不一定为每个面使用 UV 空间（如当它们的不同面具有相同的纹理时），Lightmap则所有面都有自己的 UV 空间表示。

• Lightmap 与 Shader

• 主要用于 LightmapCommon.ush 的 GetLightMapColorLQ 和 GetLightMapColorHQ 中，见：Lightmap 中 LQ 和 HQ 的异同，像素的编码规则、数据来源和在 Shader 中的解码使用，详见原理流程。

• Lightmap 与阴影

• 静态光源下的静态物体主要基于 Lightmap 来渲染显示阴影效果。
• 见“概念简述”的“Lightmap”部分。

• Lightmap 与 Mesh

• Lightmap 的像素点的颜色基于各网格顶点与光照之间的关系权重等计算得到，详见“Lightmap 中 LQ 和 HQ 的异同，像素的编码规则、数据来源和在 Shader 中的解码使用”或原理流程。

• Lightmap 与 Shadowmap

• Light Map、Shadow Map 和 Precomputed Light Volume 是预计算光照的3个主要组成部分。
• Shadow Map 并不是为 Static Light 准备的，而是为 Stational Light 准备的。在进行光照计算时，每一个动态的物体，都会根据自己的 bound box 与 stational Light 的朝向关系，将 Shadow Map 合成到光照运算结果中去。
• 本文主要关注于 Static Light ，不对 Shadow Map 做过多讨论。

• 不添加 Lightmass importance volume 的影响

• 不添加 Lightmass importance volume ，在烘焙光照时会提示“No importance volume found and the scene is so large that the automatically synthesized volume will not yield good results. Please add a tightly bounding Lightmass importance volume to optimize your scene's quality and Lighting build times.”
• 主要影响场景的性能、质量和照明构建时间。但是会自动添加或缩放得到一个大概可用的体积用于烘焙。

• 为什么地形渲染显示的时候没问题但烘焙的时候顶点有问题？

• 地形在渲染的时候可在顶点着色器里对输入的Mesh的顶点数据做转换，变成其它样子后用于渲染。但烘焙的时候不一定会走相关的渲染逻辑。
• 烘焙见：FLandscapeStaticLightingMesh::GetStaticLightingVertex

相关链接

• 虚幻引擎的渲染流程（从磁盘资源到渲染显示）
• 虚幻引擎的渲染管线（DC和GPU相关）
• 虚幻引擎中资源的序列化和反序列化
• 虚幻引擎中资源的加载和卸载
• 虚幻引擎中自定义 Mesh Pass
• 虚幻引擎 DDC 的运行机制
• Debugging Lightmass
• UE(6):LightMap
• Unreal Swarm
• LightmapUnwrapping
• 静态光源
• CPU Lightmass全局光照
• UE4 Lightmap格式解析
• UNREAL移动端LightMap自定义优化修改（六）
• 在UE4中实现LightMap和ShadowMap贴图合并 - YOung的文章 - 知乎
• 虚幻4渲染编程（灯光篇）【第一卷：各种ShadowMap】
• UE4源码剖析——光照贴图(LightMap) 之 由烘焙到渲染流程
• UE 移动端LightMap自定义修改优化（五）
• Lightmass 2d Lightmaps
• 深入LightMass系列笔记

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