自研引擎 Shading Model 升级记录
最近在升级自研引擎的 shading model。
原来的引擎实现和 Unity URP 严格对齐。这个选择在当时很自然：一方面希望借助 Unity 的编辑器能力和生态，另一方面也希望整体技术路线尽量贴近一个成熟、稳定、移动端友好的方案。
但随着项目推进，逐渐能感受到 Unity 在材质表达上的限制。合作方也吐槽过多次，觉得效果没有 UE 精致，也缺少 RealityKit 那种更自然、更有质感的表现。
这次正好有机会深入研究了一番，发现 Unity 的确简化得比较厉害。这个取舍也能理解，毕竟 Unity 很多设计都服务于移动端性能。Unity 工程师在 SIGGRAPH 2015 的《Optimizing PBR for Mobile》分享里，其实已经讲得很清楚：在当时的移动端算力约束下，很多 PBR 项都需要做简化和近似。
只是现在已经是 2026 年了。
移动端设备的性能早已不可同日而语，我们也有了更大的算力预算去呈现更好的效果。过去为了稳定帧率必须省掉的一些项，现在未必还是必须省掉。对于自研引擎来说，这也是一个重新审视 shading model 的机会。
目前我准备从两个维度推进：直接光照和环境光照。再进一步拆成 Diffuse 和 Specular，把影响材质质感的关键项逐个补起来。
按我当前理解的优先级，主要包括：
- 基于 Split-Sum 的 LUT
- 直接光照中 NDF、Geometry、Fresnel 的分离与更准确计算
- 能量补偿，用于近似能量守恒
- Multi-bounce AO
- 根据粗糙度混合反射方向
- 高光遮蔽项近似
- 高光抗锯齿
这些项单独看都不是新东西，但实时渲染里，最终质感往往就是靠这些细节一点点堆出来的。尤其是 Specular 相关的部分，一旦简化过头，材质很容易变得塑料、平、假，缺少真实世界里那种复杂但自然的光照变化。
这次也顺手对比了一些现有实现。主观上，单看材质和光照质感，我目前的排序大概是：
UE > Filament >> Unity URP
Filament 的设计很值得参考。它不像 UE 那样直接给出一整套非常完整的高端渲染方案，但能明显感受到它对效果项优先级的判断：哪些近似值得做，哪些成本可以接受，哪些地方会直接影响最终观感。
Unity 则更像是给了一个足够基础、足够通用、足够适配移动端的实现。它的好处是稳定、简单、容易跑得流畅，也允许开发者继续往上升级。但如果目标是更强的材质表现，只停留在 URP 的默认 shading model 上，确实会很快碰到天花板。
UE 则像是直接给了一套豪宅。很多在 Unity 里需要自己补的东西，UE 已经默认放进来了。以前移动端算力受限时，Unity 更容易做出流畅稳定的渲染，而 UE 往往需要更多优化。现在时代不同了，UE 在手游行业越来越受欢迎，也不无道理。
对我来说，这次升级不是为了简单追某个引擎的效果，而是重新梳理自研引擎在材质表达上的能力边界。Unity 给了一个很好的基础实现，但基础实现不应该成为最终答案。随着移动端算力提升，我们应该把过去被性能预算压掉的那些质感细节，一项一项拿回来。