着色器和照明在 VR 环境中扮演着不同的角色,但它们协同工作以创造沉浸式视觉效果。着色器是 GPU 程序,定义了表面如何渲染,控制颜色、纹理以及反射或扭曲等视觉效果。另一方面,照明决定了光源如何与物体交互,影响亮度、阴影和深度感知。着色器处理材质的“外观”,而照明则决定了这些材质如何响应环境光照。在 VR 中,两者都必须考虑立体渲染(双视角)和高性能需求,以保持帧率并避免晕动症。
一个关键区别在于它们的技术要求。VR 中的着色器通常优先考虑效率,以在双显示器上保持 90+ FPS。例如,可能会避免使用包含复杂计算(如视差贴图)的复杂片段着色器,而倾向于优化的顶点着色器或预计算的纹理效果。同时,照明必须平衡真实感与计算成本。实时动态照明(例如移动物体的阴影)在 VR 中资源密集,因此开发人员通常为静态场景使用烘焙照明(预计算的光照贴图)。然而,VR 的立体视图使烘焙解决方案变得复杂,因为双眼视角之间的不一致可能会破坏沉浸感。光照探头或屏幕空间环境光遮蔽(SSAO)等技术会进行调整,以适应双视角。
另一个区别在于它们如何解决用户舒适度问题。VR 中的着色器必须避免可能导致眼睛疲劳的高对比度模式或快速亮度变化。例如,模拟水面反射的着色器可能会通过限制镜面高光来减少闪烁。照明必须确保空间一致性:阴影和高光必须在 3D 空间中跨双眼正确对齐,以防止深度感知错误。在 VR 中,通常优先选择方向光而非点光,以最大程度地减少动态阴影计算,并且环境光经过精心调整,以避免平面感,同时又不给 GPU 带来过重负担。这些调整共同确保了着色器和照明满足 VR 对性能、真实感和用户舒适度的独特要求。