Lightmap在PC上与android和ios的区别以及解决方法

1、 问题描述
相信很多人碰到过Lightmap的一些问题：
烘培好Lightmap之后，在PC上看起来相当给力，而打包成ios或android之后，就傻眼了，Lightmap往往就出现了改变，例如灯光曝光度不够、光照颜色偏冷色调、有时候甚至黄色光也能变成绿色光等等。
2、造成Lightmap在PC、ios和android上表现不同的原因。
在u3d里，Lightmap的格式是.exr(openEXR)，exr格式的储存方式是使用4*16Bit RGBA来储存数据的，即是说，它使用四个通道分别为RGB和alpha，每个通道占16位储存空间，每个像素占48位储存空间来储存数据。所以EXR格式的图片颜色值域范围就达到了[-65504,65504],远大于8bit(颜色值域[0,255],用浮点数表示就是[0,1])格式所能储存的数值范围。
但是EXR格式的Lightmap打包成 android或ios之后，就变成LDR格式（可能是单通道8bit）的了，这就丢失的很多光照信息。例如在PC上烘培出的灯光亮度值是2000，转变成LDR格式后，亮度值就变成了255，这就是为什么打包成android或ios后灯光曝光度不够、光照颜色偏冷色调的原因。
3、 解决方法。
HDR有几种比较常见的编码格式，这里用的编码格式是LogLuv，就是将RGBA_FP32bit(每个通道32bit或16bit)的数据编码到RGBA32(每个通道8bit)的图片中。LogLuv算法几乎能100%还原unity切换平台后导致Lightmap丢掉的精度信息，算法如下：

//FP32(RGB) to LogLUV
fixed4 EncodeLogLuv(fixed3 vRGB)
{

   fixed3x3 M = fixed3x3(
       0.2209, 0.3390, 0.4184,
       0.1138, 0.6780, 0.7319,
       0.0102, 0.1130, 0.2969 );

   fixed4 vResult;
   fixed3 Xp_Y_XYZp = mul(vRGB, 

M);

   Xp_Y_XYZp = max(Xp_Y_XYZp, 

fixed3(1e-6, 1e-6, 1e-6));

   vResult.xy = Xp_Y_XYZp.xy / 

Xp_Y_XYZp.z;

   fixed Le = 2 * 

log2(Xp_Y_XYZp.y) + 127;

   vResult.w = frac(Le);
   vResult.z = (Le - 

(floor(vResult.w*255.0f)) / 255.0f) / 255.0f;

   return vResult;

}

//LogLuv to FP32(RGB)
fixed3 DecodeLogLuv(in fixed4 vLogLuv)
{

   fixed3x3 InverseM = fixed3x3(
      6.0014, -2.7008, -1.7996,
      -1.3320, 3.1029, -5.7721,
      0.3008, -1.0882, 5.6268 );

   fixed Le = vLogLuv.z * 255 + 

vLogLuv.w;

   fixed3 Xp_Y_XYZp;
   Xp_Y_XYZp.y = exp2((Le - 127) 

/ 2);

   Xp_Y_XYZp.z = Xp_Y_XYZp.y / 

vLogLuv.y;

   Xp_Y_XYZp.x = vLogLuv.x * 

Xp_Y_XYZp.z;

   fixed3 vRGB = mul(Xp_Y_XYZp, 

InverseM);

return max(vRGB, 0);
}
4、 实现步骤
1、 在PC平台烘培好光照贴图Lightmap_PC(.exr格式)。
2、 通过Lightmap_PC生成新的光照贴图Lightmap_LogLuv(.png格式,RGBA32bit，单通道是8bit)。生成过程就用上面提到的LogLuv算法进行编码。这里用GPU来进行生成，有类似GPGPU的思想。如下：

//用LogLuv算法生成的Lightmap输出到temp上，然后就将temp保存到一张.png格式的图片。

   public bool SaveRenderTextureToPNG(Texture inputTex,Shader outputShader, string contents, string pngName)

{

         RenderTexture temp = RenderTexture.GetTemporary(inputTex.width, inputTex.height, 0, RenderTextureFormat.ARGB32);
         Material mat = new Material(outputShader);
         Graphics.Blit(inputTex, temp, mat);
         bool ret = SaveRenderTextureToPNG(temp, contents,pngName);
         RenderTexture.ReleaseTemporary(temp);
         return ret;

   } 
    

//将RenderTexture保存成一张png图片

     public bool SaveRenderTextureToPNG(RenderTexture rt,string contents, string pngName)
     {
          RenderTexture prev = RenderTexture.active;
          RenderTexture.active = rt;

          Texture2D png = new Texture2D(rt.width, rt.height, TextureFormat.ARGB32, false);
          png.ReadPixels(new Rect(0, 0, rt.width, rt.height), 0, 0);
          byte[] bytes = png.EncodeToPNG();

          if (!Directory.Exists(contents))
               Directory.CreateDirectory(contents);
          FileStream file = File.Open(contents + "/" + pngName + ".png", FileMode.Create);

          BinaryWriter writer = new BinaryWriter(file);
          writer.Write(bytes);
          file.Close();

          Texture2D.DestroyImmediate(png);
          png = null;

          RenderTexture.active = prev;

          return true;

     } 

3、 用新生成的光照贴图Lightmap_LogLuv替换原来的光照贴图Lightmap_PC。因为Lightmap_PC在切换android或ios会自动将Lightmap_PC压缩为LDR格式，这就丢失了精度。

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