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DirectionalLight2D 是 Godot 中模拟太阳光、月光的核心 2D 光照节点：它以覆盖全场景的无限平行光线为特征，光源位置不影响光照结果，只有旋转角度决定光线的方向。本文将以 Godot 官方文档（classes/class_directionallight2d.rst）为骨架，结合 2D 光照与阴影教程、Light2D 基类文档 及 CanvasItem 着色器参考，系统讲解该节点的光照方向语义、height 与 max_distance 两个专属属性、继承自 Light2D 的通用光照/阴影参数，以及在实际 2D 场景（横版平台游戏、俯视角游戏）中的完整配置流程。读完你将能够独立搭建一套带法线贴图与软阴影的 2D 日光照明系统，并理解其底层渲染原理。

DirectionalLight2D 是什么

DirectionalLight2D 是一种 Light2D 节点，它模拟的是来自无穷远处的无限平行光线，覆盖整个 2D 场景。这类光适用于强度高、距离场景极远的照明源——最典型的用途就是模拟太阳光或月光。

其完整继承链为：

DirectionalLight2D → Light2D → Node2D → CanvasItem → Node → Object

与同属 Light2D 子类的 PointLight2D（点光源/位置光）不同，方向光的特征在于：

• 光线彼此平行，如同太阳或月亮距离受光面无穷远；
• 节点位置被忽略，只有旋转（basis）决定光线方向；
• 因此在场景中移动 DirectionalLight2D 节点不会改变光照效果，旋转它才会。

光照方向语义：+Y 轴与全局基

官方文档明确规定了方向光的发射语义：

光线沿节点全局基（global basis）的+Y 方向发射。对于未旋转的光源，这意味着光线向下发射。节点的位置被忽略，只有基用于确定光的方向。

这是 2D 光照方向与 3D 的一个关键差异。在 Godot 2D 坐标系中，Y 轴向下为正，因此：

• 默认（不旋转）的 DirectionalLight2D 发出向下的光，适合"天光从画面顶部照向地面"的常规场景；
• 通过rotation_degrees或rotation调整节点角度，即可让光线从任意斜向照射——例如清晨（低角度斜光）或傍晚（另一侧斜光），只需要旋转 DirectionalLight2D 节点即可，无需移动它。

从底层实现看，RenderingServer 中通过枚举CANVAS_LIGHT_MODE_DIRECTIONAL = 1标记 2D 方向光（sun/moon light），并在 CanvasItem 着色器中通过内置变量区分方向光与点光：LIGHT_POSITION对 DirectionalLight2D 恒为(0.0, 0.0, 0.0)，而LIGHT_IS_DIRECTIONAL为true（详见 canvas_item_shader.rst）。这意味着在自定义 2D 着色器里，可以依据LIGHT_IS_DIRECTIONAL分支编写专属于方向光的着色逻辑。

专属属性详解

DirectionalLight2D 在 Light2D 基类之上只新增了两个专属属性：

height（高度，默认0.0）

用于2D 法线贴图（normal mapping）的光源虚拟高度，取值范围从0（与受光面平行）到1（与受光面垂直）。默认值0.0表示光线与表面完全平行，此时若使用法线贴图，光照几乎不可见——因此官方建议在启用法线贴图后适当增大 height（例如 0.5～1.0 之间的数值），并在启用法线贴图后略微提升 Energy 以补偿观感上的变暗。

需要特别强调的是：height 只影响法线贴图表面的视觉表现，不影响阴影的外观（详见 2D 光照教程）。这与法线贴图的工作原理一致——法线贴图以逐像素方式记录表面朝向，光源高度决定入射角，从而改变光照强度分布。

对应的 setter/getter 为set_height(value)/get_height()，该对方法实际继承自 Light2D 基类（见 class_light2d.rst），在 PointLight2D 与 DirectionalLight2D 上共用。

max_distance（最大距离，默认10000.0）

物体与摄像机中心的距离超过该值（以像素计）时，其阴影会被裁剪（cull）。减小此值可以防止摄像机视野之外的物体投射阴影，同时提升渲染性能。

需要注意Camera2D.zoom不会被max_distance考虑在内，这意味着缩放（zoom）越大，阴影会显得越早淡出。理解这一点对制作镜头缩放的横版游戏尤为重要：如果场景中的物体在远摄视角下阴影异常消失，优先检查 max_distance 与当前 Camera2D 的 zoom 组合。

在实战中，max_distance 是方向光性能调优的核心旋钮之一：方向光阴影作用于整幅场景，若不裁剪远处物体的阴影，渲染负担会显著增加。配合将场景边界外的 LightOccluder2D 排除在外，可获得明显的性能收益。

继承自 Light2D 的通用属性

DirectionalLight2D 与 PointLight2D 共享 Light2D 基类提供的光照与阴影参数（完整列表见 Light2D 属性表），在 Inspector 中表现为以下项目：

关键差异：光照剔除掩码（light cull mask）对 DirectionalLight2D 无效，但阴影剔除掩码（shadow cull mask）有效。

DirectionalLight2D 会无条件照亮所有 2D 节点，无论对方的 CanvasItem.light_mask 设置为何值。因此：

• 想用"某些物体不被方向光照亮"的方式做分层/混合，是行不通的；
• 想让某些遮挡物不投射方向光阴影，则可以在方向光的Shadow > Item Cull Mask与遮挡物的Occluder Light Mask上做位掩码匹配（详见 class_light2d.rst 的 Note 说明）。

这一行为也体现在 Inspector 中：方向光的 Range > Item Cull Mask 在运行时会被忽略。

实战：搭建一套日光/月光照明

以下是官方教程推荐的完整 2D 照明节点组合（2D 光照与阴影教程）：

1. CanvasModulate—— 设置场景基础"环境色"，代表没有任何 2D 光照射区域最终的照明颜色。没有它，2D 光只会叠加在原本"全亮"的画面之上，最终场景过亮。
2. DirectionalLight2D—— 太阳光或月光。
3. PointLight2D—— 火炬、篝火、弹丸等局部光源（可选用）。
4. LightOccluder2D—— 定义阴影投射体，可独立放置，也可作为 TileMapLayer 的一部分。
5. 接收光照的普通 2D 节点（Sprite2D、TileMapLayer 等）。

创建方向光并开启阴影的步骤：

1. 在场景中新建DirectionalLight2D节点；
2. 调整rotation（如 45°）获得斜向日光，或保持 0° 获得垂直向下光；
3. 在 Inspector 中设置Shadow > Enabled为true；
4. 为需要投射阴影的 Sprite2D 创建LightOccluder2D：选中 Sprite2D，点击 2D 编辑器顶部的Sprite2D菜单，选择Create LightOccluder2D Sibling自动生成；若轮廓不贴合，可调整对话框中的Grow (pixels)/Shrink (pixels)后点击Update Preview反复校正（详见 阴影设置章节）。也可以手动新建 LightOccluder2D，用 2D 编辑器顶部的 "+" 按钮绘制遮挡多边形。

启用阴影后若没有视觉差异，原因几乎总是：场景中还没有任何遮挡体（occluder）。阴影必须以 LightOccluder2D 的遮挡多边形为投射基础。

注意：背景颜色不接收任何光照。若想让光照作用于背景，需要为背景添加可视表示（如 Sprite2D），并使用其Region属性配合Texture > Repeat = Enabled制作平铺背景。

阴影外观调优

• 硬阴影：Shadow > Filter 保持None，渲染最快，适合像素风（"块状"视觉）；
• 软阴影：设为PCF5可获得柔和阴影；PCF13更软但渲染开销最高，官方建议全场景同时使用的数量要克制；
• Filter Smooth：控制 PCF5/PCF13 下的软化程度，过高会出现带状条纹伪影（尤其 PCF5）；
• Shadow > Color的 alpha 通道控制阴影着色强度，可做艺术化调整。

已知限制：方向光阴影永远表现为无限长，无论 height 属性如何设置——这是 Godot 2D 光照阴影渲染方法本身的局限（教程原文）。若需要"有限长"的方向光阴影，官方给出的方案是：关闭 DirectionalLight2D 的阴影，改用自定义着色器读取由场景中 LightOccluder2D 自动生成的2D 有向距离场（signed distance field, SDF）。

像素风游戏的阴影像素化

Godot 在视口像素分辨率上计算 2D 光照与阴影，而非源纹理的 texel 分辨率，因此最近邻纹理过滤并不会让光照/阴影变成像素风。要实现与像素美术风格匹配的块状光照阴影，需在 CanvasItem 着色器中把LIGHT_VERTEX与SHADOW_VERTEX对齐到像素网格（示例见 2D 光照教程）：

shader_type canvas_item; uniform float pixel_size = 4.0; void fragment() { // 将光照与阴影对齐到像素网格。 LIGHT_VERTEX.xy = floor(LIGHT_VERTEX.xy / pixel_size) * pixel_size; SHADOW_VERTEX = floor(SHADOW_VERTEX / pixel_size) * pixel_size; // 正常渲染。 COLOR = texture(TEXTURE, UV); }

其原理是先用pixel_size除以坐标转换到网格空间，再用floor()向下取整到最近网格点，最后乘回以还原到屏幕空间，从而强制引擎从离散网格位置采样光照。

法线贴图与 specular 贴图下的方向光

DirectionalLight2D 与 PointLight2D 均支持法线贴图与高光（specular）贴图，二者可赋予任意继承 Node2D 或 Control 的 2D 元素。配置方式是在 Sprite2D 等节点的纹理属性上创建CanvasTexture资源，然后分别指定：

• Diffuse > Texture：基础颜色纹理；
• Normal Map > Texture：法线贴图（从高度图生成，可用 Laigter 等工具辅助制作）；
• Specular > Texture：高光贴图，控制每个像素的反射强度，通常为灰度图；
• Specular > Color：高光反射的颜色倍率；
• Specular > Shininess：高光指数，值越低反射越亮越弥散，越高越集中（适合潮湿表面）。

启用法线贴图后，方向光看起来会明显变弱——此时应提高 DirectionalLight2D 的 Height 属性（默认 0.0 与表面平行，几乎不出效果），并可小幅提升Energy来接近启用法线贴图前的观感（官方说明）。

性能与工程建议

• max_distance 是最重要的方向光性能开关：场景较大时，将其从默认的10000.0调低到与摄像机视野匹配的数值，可裁剪视野外物体的阴影投射；
• 方向光阴影在整幅视口内计算，若画面中有大量遮挡物，优先使用Shadow > Item Cull Mask与遮挡物 Occluder Light Mask 的位掩码组合，将不必要的投射体排除；
• 对于短生命周期动态特效（子弹、爆炸），可以用加法混合的 Sprite2D替代真正的 2D 光以换取性能（无需进入单独渲染管线，也支持 AnimatedSprite2D 动画化）；但要注意其混合公式不够精确、不能投射阴影、忽略法线贴图与高光贴图这三项代价（官方对比）；
• 在自定义着色器中区分方向光：LIGHT_IS_DIRECTIONAL为true且LIGHT_POSITION恒为(0,0,0)，据此可编写全局方向光专用的光照响应逻辑。

参考资源

• DirectionalLight2D 类文档（本文主体）
• 2D 光照与阴影完整教程（含点光、阴影设置、法线贴图、像素化技巧）
• Light2D 基类文档（共享属性、BlendMode 与 ShadowFilter 枚举）
• CanvasItem 类文档（light_mask、z_index 等接收光照相关属性）
• CanvasItem 着色器参考（LIGHT_IS_DIRECTIONAL、LIGHT_POSITION 等内置光照变量）
• RenderingServer 文档（CANVAS_LIGHT_MODE_DIRECTIONAL 底层枚举）

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