学习目标
通过精心设计的选择题和原文对照，帮助学习者掌握Godot引擎中2D灯光和阴影的核心知识点
使用说明
请仔细阅读每个问题，对照原文理解解析
题目与解析
知识点： 2D灯光的基本概念
题目： Godot中的2D场景默认情况下采用什么样的着色方式？
选项： A. 带阴影的光照着色✅ B. 无光照着色✅ C. 体积光照着色✅ D. 基于物理的着色✅
显示内容 原文依据： 「默认情况下，Godot 中的 2D 场景采用无光照着色，看不到灯光和阴影。」（出自：2D 灯光和阴影，第1页）
显示内容 解析： Godot引擎中的2D场景默认采用无光照着色，这意味着场景中不会显示灯光和阴影效果。虽然这种渲染方式速度快，但会使场景看起来平淡无层次感。需要手动添加和配置灯光节点才能实现2D光照效果。
知识点： 2D照明所需的节点
题目： 以下哪个节点用于使整个2D场景变暗，作为环境基色？
选项： A. PointLight2D✅ B. DirectionalLight2D✅ C. CanvasModulate✅ D. LightOccluder2D✅
显示内容 原文依据： 「CanvasModulate 用于指定一种颜色作为”环境”基色，从而使场景变暗。这是任何 2D 灯光都无法到达区域的最终照明颜色。」（出自：2D 灯光和阴影，第1页）
显示内容 解析： CanvasModulate节点在2D照明系统中扮演着重要角色，它用于设置场景的基础环境色，使场景整体变暗。如果没有这个节点，由于2D灯光只会照亮现有的无阴影外观，场景会显得过于明亮。这个节点定义了光线无法到达区域的最终颜色。
知识点： 点光源特性
题目： 在Godot的2D照明中，点光源(PointLight2D. 的大小主要由什么决定？✅
选项： A. 能量(Energy)属性✅ B. 纹理(Texture)的大小✅ C. 高度(Height)属性✅ D. 颜色(Color)属性✅
显示内容 原文依据： 「纹理：用作光源的纹理。纹理的大小决定光源的大小。」（出自：2D 灯光和阴影，第1页）
显示内容 解析： 在Godot的2D照明系统中，点光源(PointLight2D. 的大小主要由其使用的纹理大小决定。虽然可以通过”纹理缩放”属性进一步调整光源大小，但基础大小是由纹理本身的尺寸确定的。这意味着选择或创建合适大小的光源纹理对于控制光照范围非常重要。✅
知识点： 平行光特性
题目： DirectionalLight2D节点主要用于模拟什么类型的光源？
选项： A. 手电筒光源✅ B. 火把或火焰光源✅ C. 阳光或月光✅ D. 室内灯光✅
显示内容 原文依据： 「定向照明用于表现阳光或月光。光线相互平行投射，就好像太阳或月亮离受光表面无限远一样。」（出自：2D 灯光和阴影，第1页）
显示内容 解析： DirectionalLight2D是Godot 4.0新增的功能，专门用于模拟阳光或月光等定向光源。这种光源的特点是光线相互平行投射，模拟了太阳或月亮等远距离光源的效果。这与点光源不同，点光源是从一个点向四周发散光线。
知识点： 灯光混合模式
题目： Godot中2D灯光的默认混合模式是什么？
选项： A. 混合(Mix)✅ B. 添加(Add)✅ C. 减(Subtract)✅ D. 乘(Multiply)✅
显示内容 原文依据： 「混合模式：用于光线计算的混合公式。默认的添加（Add）适合大多数使用情况。」（出自：2D 灯光和阴影，第1页）
显示内容 解析： Godot中2D灯光的默认混合模式是”添加(Add)”，这种模式适合大多数使用场景。在添加模式下，灯光会增加场景中已有的亮度。此外还有”减(Subtract)”模式可用于创建负光效果，以及”混合(Mix)”模式通过线性插值将灯光与下方像素混合。
知识点： 阴影设置
题目： 在Godot中，要使2D灯光能够投射阴影，必须添加什么节点？
选项： A. ShadowCaster2D✅ B. LightOccluder2D✅ C. ShadowMap2D✅ D. OcclusionPolygon2D✅
显示内容 原文依据： 「要在场景中显示阴影，必须在场景中添加 LightOccluder2D 节点。这些节点还必须具有与精灵轮廓相匹配的遮光多边形。」（出自：2D 灯光和阴影，第1页）
显示内容 解析： 在Godot中，即使启用了灯光节点的阴影属性，也不会自动产生阴影效果。必须添加LightOccluder2D节点并为其设置适当的多边形资源，才能让场景中的物体投射阴影。这些遮挡器定义了哪些区域会阻挡光线并产生阴影。
知识点： 阴影过滤模式
题目： 在Godot中，哪种阴影过滤模式渲染速度最快，适合像素艺术风格的游戏？
选项： A. PCF5✅ B. PCF13✅ C. None✅ D. Smooth✅
显示内容 原文依据： 「Filter：阴影所使用的过滤模式。默认值为None，渲染速度最快，并且非常适合像素艺术风格的游戏（因为它具有”方块”视觉效果）。」（出自：2D 灯光和阴影，第1页）
显示内容 解析： 在Godot的2D灯光系统中，阴影过滤模式”None”是渲染速度最快的选项，它产生锐利的、像素化的阴影边缘，特别适合像素艺术风格的游戏。如果需要更柔和的阴影效果，可以使用PCF5或PCF13，但这会增加渲染成本。
知识点： 法线贴图和镜面贴图
题目： 在Godot的2D光照系统中，法线贴图的主要作用是什么？
选项： A. 增加表面的反光效果✅ B. 控制阴影的柔和程度✅ C. 根据表面方向改变光线强度✅ D. 定义哪些区域会投射阴影✅
显示内容 原文依据： 「与3D渲染类似，法线贴图可以根据接收光线的表面方向来改变光线的强度，从而使照明效果不再平面化（按像素进行调整）。」（出自：2D 灯光和阴影，第1页）
显示内容 解析： 法线贴图在2D光照系统中的主要作用是根据表面的方向改变光线的强度，使平面的2D图像呈现出立体感。法线贴图表示每个像素”指向”的方向，引擎利用这些信息以物理上合理的方式将光照应用到2D表面，从而增强视觉深度和细节。
知识点： 添加式精灵作为灯光替代品
题目： 使用添加式精灵作为2D灯光替代品的主要优势是什么？
选项： A. 可以投射更真实的阴影✅ B. 渲染速度更快✅ C. 支持法线贴图✅ D. 混合公式更准确✅
显示内容 原文依据： 「添加式精灵的渲染速度要快得多，因为它们不需要通过单独的渲染管道。」（出自：2D 灯光和阴影，第1页）
显示内容 解析： 使用添加式精灵(带Add混合模式的Sprite2D. 作为2D灯光替代品的主要优势是渲染速度更快，因为它们不需要通过单独的渲染管道。这对于短暂的动态效果如子弹或爆炸特别有用。然而，这种方法也有缺点，如不能投射阴影、忽略法线贴图和镜面贴图，以及混合公式不如真正的2D灯光准确。✅
知识点： 遮挡器绘制顺序
题目： 如果LightOccluder2D节点是精灵的同级节点，什么情况下会遮挡精灵本身？
选项： A. 当遮挡器在场景树中位于精灵上方时✅ B. 当遮挡器在场景树中位于精灵下方时✅ C. 当遮挡器启用了”Show Behind Parent”选项时✅ D. 遮挡器永远不会遮挡同级精灵✅
显示内容 原文依据： 「如果 LightOccluder2D 节点是精灵的同级节点，并且场景树中的遮挡器被放在精灵的下方，会遮挡住精灵本身。」（出自：2D 灯光和阴影，第1页）
显示内容 解析： LightOccluder2D遵循常规的2D绘制顺序。当LightOccluder2D是精灵的同级节点时，如果在场景树中位于精灵下方，它会遮挡精灵本身。这是因为在Godot的渲染顺序中，场景树中较早(下方)的节点先绘制，可能被后绘制的节点(上方)遮挡。理解这一点对于正确设置阴影效果非常重要。
知识点： 背景与光照
题目： 在Godot的2D光照系统中，关于背景色的说法哪个是正确的？
选项： A. 背景色会自动接收所有光照✅ B. 背景色不会接收任何光照✅ C. 背景色只接收DirectionalLight2D的光照✅ D. 背景色只接收PointLight2D的光照✅
显示内容 原文依据： 「备注 背景色不会接收任何光照。如果要在背景上投射灯光，则需要为背景添加可视化表示，例如 Sprite2D. 」（出自：2D 灯光和阴影，第1页）✅
显示内容 解析： 在Godot的2D光照系统中，背景色不会接收任何光照。这是一个重要的限制，意味着如果想要背景也能被光照影响，必须为背景添加一个可视化表示，比如Sprite2D节点。可以使用Sprite2D的Region属性创建重复的背景纹理，但需要记得将Texture > Repeat设置为Enabled。
知识点： 镜面贴图功能
题目： 在Godot的2D光照系统中，镜面贴图的主要功能是什么？
选项： A. 定义表面的凹凸程度✅ B. 控制阴影的强度✅ C. 定义每个像素对光线的反射程度✅ D. 控制光线的颜色✅
显示内容 原文依据： 「镜面贴图定义了每个像素对光线的反射程度（如果镜面贴图包含颜色，则定义反射的颜色）。亮度值越高，纹理上指定位置的反射就越亮。」（出自：2D 灯光和阴影，第1页）
显示内容 解析： 在Godot的2D光照系统中，镜面贴图定义了纹理上每个像素对光线的反射程度。镜面贴图中的亮度值越高，对应位置的反射就越亮。镜面贴图可以是灰度的，也可以包含颜色来增强反射的颜色。镜面贴图与法线贴图一起使用，可以大大提升2D光照的立体感。
知识点： 创建光线遮挡器的方法
题目： 在Godot中，自动为Sprite2D创建光线遮挡器的正确操作步骤是什么？
选项： A. 右键点击Sprite2D节点，选择”创建LightOccluder2D子节点”✅ B. 选中Sprite2D节点，点击2D编辑器顶部的”Sprite2D”菜单，选择”创建LightOccluder2D同级节点”✅ C. 在场景树中添加LightOccluder2D节点，然后将其拖拽到Sprite2D下方✅ D. 选中Sprite2D节点，按Ctrl+L创建遮挡器✅
显示内容 原文依据： 「遮挡器可以自动地Sprite2D节点上创建，需要选中节点，单击2D编辑器顶部的Sprite2D菜单，然后选择创建LightOccluder2D同级节点从而自动进行。」（出自：2D 灯光和阴影，第1页）
显示内容 解析： Godot提供了自动为Sprite2D创建光线遮挡器的功能。正确的操作步骤是先选中Sprite2D节点，然后点击2D编辑器顶部的”Sprite2D”菜单，选择”创建LightOccluder2D同级节点”选项。在弹出的对话框中，可以调整轮廓与精灵边缘的匹配程度，通过”扩展(像素)”和”收缩(像素)”参数进行微调。
知识点： 定向光的高度属性
题目： 在DirectionalLight2D中，调整”高度”属性会对什么产生视觉差异？
选项： A. 只会影响阴影的长度✅ B. 只会影响使用法线贴图的表面✅ C. 会同时影响阴影长度和法线贴图效果✅ D. 不会产生任何视觉差异✅
显示内容 原文依据： 「高度：灯光在法线贴图中的虚拟高度（0.0 = 平行于曲面，1.0 = 垂直于曲面）。默认情况下，灯光与接收灯光的表面完全平行。如果使用法线贴图，这将使灯光几乎不可见，因此可以考虑增大此值。调整灯光的高度只会对使用法线贴图的表面产生视觉差异。高度不会影响阴影的外观。」（出自：2D 灯光和阴影，第1页）
显示内容 解析： 在DirectionalLight2D中，”高度”属性表示灯光在法线贴图中的虚拟高度，从0.0(平行于表面)到1.0(垂直于表面)。调整这个属性只会对使用了法线贴图的表面产生视觉差异，不会影响阴影的外观。默认情况下，灯光与表面完全平行(高度为0)，这会使法线贴图效果几乎不可见，因此在使用法线贴图时通常需要增大这个值。
知识点： 定向光的阴影特性
题目： 关于DirectionalLight2D产生的阴影，以下说法正确的是？
选项： A. 阴影长度取决于Height属性的值✅ B. 阴影长度可以通过特定属性精确控制✅ C. 阴影总是呈现无限长的效果✅ D. 阴影长度取决于光源与物体的距离✅
显示内容 原文依据： 「备注 无论Height属性的值是多少，定向阴影看起来总是无限长。这是 Godot 中用于 2D 灯光的阴影渲染方法的限制。」（出自：2D 灯光和阴影，第1页）
显示内容 解析： DirectionalLight2D产生的阴影总是呈现无限长的效果，这是Godot中2D灯光阴影渲染方法的一个限制。无论Height属性的值如何设置，都不会影响阴影的长度。如果不想要无限长的定向阴影，文档建议禁用DirectionalLight2D中的阴影，并使用自定义着色器来读取2D带符号距离场。
知识点： 添加式精灵的限制
题目： 使用添加式精灵作为2D灯光替代品的缺点不包括以下哪项？
选项： A. 不能投射阴影✅ B. 忽略法线贴图和镜面贴图✅ C. 混合公式不准确✅ D. 不支持动画效果✅
显示内容 原文依据： 「不过，与 2D 灯光相比，添加式精灵有一些缺点：与 “实际 “二维光照相比，混合公式并不准确。这在光线充足的区域通常不是问题，但这会妨碍添加精灵去正确照亮那些完全黑暗的区域。添加式精灵不能投射阴影，因为它们不是灯光。添加式精灵会忽略其他精灵上使用的法线贴图和镜面贴图。」以及「此外，这种方法还可以与 AnimatedSprite2D. 或 Sprite2D + AnimationPlayer）一起使用，这样就可以创建动画二维 “灯光”。」（出自：2D 灯光和阴影，第1页）✅
显示内容 解析： 使用添加式精灵作为2D灯光替代品的缺点包括不能投射阴影、忽略法线贴图和镜面贴图、混合公式不准确等。但与选项D相反，添加式精灵实际上是支持动画效果的，文档明确指出这种方法可以与AnimatedSprite2D或Sprite2D+AnimationPlayer一起使用，创建动画二维”灯光”效果。
知识点： 设置CanvasTexture资源
题目： 在Godot中，为了在2D节点上使用法线贴图和镜面贴图，需要创建什么类型的资源？
选项： A. ShaderMaterial✅ B. CanvasItemMaterial✅ C. CanvasTexture✅ D. TextureLayered✅
显示内容 原文依据： 「要在 2D 节点上设置法线贴图和/或镜面贴图，请为绘制节点纹理的属性创建一个新的 CanvasTexture 资源。」（出自：2D 灯光和阴影，第1页）
显示内容 解析： 在Godot中，要在2D节点上使用法线贴图和镜面贴图，需要为节点的纹理属性创建一个CanvasTexture资源。这个资源允许你设置基础的漫反射纹理、法线贴图和镜面贴图，以及其他相关属性如镜面反射颜色和光泽度。通过正确配置这些属性，可以大大提升2D场景的立体感和视觉质量。
知识点： 光照遮挡器的SDF碰撞属性
题目： LightOccluder2D节点的”SDF碰撞”属性的主要用途是什么？
选项： A. 控制物理碰撞检测✅ B. 成为可在自定义着色器中使用的实时生成的签名距离字段的一部分✅ C. 定义阴影的柔和程度✅ D. 控制光线的衰减距离✅
显示内容 原文依据： 「SDF碰撞：如果启用，则遮挡器将成为可在自定义着色器中使用的实时生成的签名距离字段（signed distance field）的一部分。当不使用从此 SDF 中读取的自定义着色器时，启用这个功能不会带来视觉上的差异，并且没有性能成本，因此默认情况下为方便起见它是启用的。」（出自：2D 灯光和阴影，第1页）
显示内容 解析： LightOccluder2D节点的”SDF碰撞”属性主要用途是使遮挡器成为可在自定义着色器中使用的实时生成的签名距离字段(signed distance field)的一部分。当不使用从此SDF中读取的自定义着色器时，启用这个功能不会带来视觉上的差异，也没有性能成本，因此默认情况下它是启用的。这个功能为高级用户提供了更多自定义光照效果的可能性。
知识点： 阴影过滤模式的选择
题目： 在需要柔和阴影效果的情况下，以下哪种阴影过滤模式最适合用于少量光源同时存在的场景？
选项： A. None✅ B. PCF5✅ C. PCF13✅ D. Smooth✅
显示内容 原文依据： 「如果你想要柔和的阴影，请使用PCF5。PCF13则更柔和，但渲染需求更高。由于渲染成本较高，PCF13只应用于少量光源同时存在的情况下。」（出自：2D 灯光和阴影，第1页）
显示内容 解析： 当需要柔和阴影效果且场景中只有少量光源同时存在时，PCF13是最佳选择。PCF13提供最柔和的阴影效果，但渲染需求较高，因此只适合在少量光源的情况下使用。PCF5也能提供柔和阴影，但效果不如PCF13好。None模式渲染速度最快，但产生锐利的像素化阴影，不适合需要柔和阴影效果的场景。
知识点： 启用法线贴图后的调整
题目： 启用法线贴图后，灯光可能会显得较弱，为解决这个问题，应该调整哪些属性？
选项： A. 只需增加灯光的Color属性✅ B. 增加灯光的Height属性和Energy属性✅ C. 减小灯光的Height属性✅ D. 调整灯光的Shadow > Filter属性✅
显示内容 原文依据： 「启用法线贴图后，你可能会注意到灯光会显得较弱。为了解决这个问题，可以增加 PointLight2D 和 DirectionalLight2D 节点上的Height属性。也可以略微增加灯光的Energy属性，以接近启用法线贴图之前的照明强度。」（出自：2D 灯光和阴影，第1页）
显示内容 解析： 启用法线贴图后，灯光通常会显得较弱，这是因为法线贴图会根据表面方向改变光线强度。为了解决这个问题，应该增加PointLight2D和DirectionalLight2D节点上的Height属性，使光线更垂直于表面。同时，也可以略微增加灯光的Energy属性，以恢复到接近启用法线贴图之前的照明强度。这两个调整结合使用，可以在保持法线贴图立体效果的同时获得适当的照明亮度。
知识点总结
Godot引擎中的2D灯光和阴影系统提供了丰富的功能，可以大大增强2D游戏的视觉效果。主要知识点包括：基本的2D照明概念、不同类型的光源节点(PointLight2D和DirectionalLight2D. 及其属性、阴影的设置和过滤、法线贴图和镜面贴图的使用、光线遮挡器的创建和配置、添加式精灵作为灯光替代品的优缺点等。掌握这些知识点可以帮助开发者创建具有深度和氛围的2D场景。✅
参考资料
2D 灯光和阴影 — Godot Engine (4.x) 简体中文文档 (https://docs.godotengine.org/zh-cn/4.x/tutorials/2d/2d_lights_and_shadows.html#introduction )
