IES 文件保存的不是一张灯光纹理，而是灯具在不同空间方向上的光强分布。这个工具的目标，是让技术美术和灯光美术无需离开 Unity，就能读取 IESNA LM-63、检查光度曲线、观察真实落地形状、编辑能量分布，并把结果重新保存成可被其他渲染器继续使用的标准文件。

问题：一份 IES 文件为什么难以直接判断

传统的纹理预览适合颜色和法线，却不适合 IES。IES 记录的是光强 I(C, γ)：γ 表示相对灯具光轴的垂直角，C 表示绕光轴旋转的水平角。一个值的单位是 candela，它描述“向这个方向发出多强的光”，而不是屏幕上的最终亮度。

因此，工程里真正需要回答的是三类问题：文件是否有效，光束在角度域里是什么形状，以及它打到真实表面后会形成怎样的照度。只有极坐标图会缺少空间直觉；只把 IES 挂到场景灯光上，又会被曝光、材质、天气和渲染管线干扰。工具把这三层拆开，分别提供数据、物理投影和独立 3D 预览。

第一层：把 LM-63 解析成可工作的光度数据

解析器先读取版本头与方括号关键字，直到遇到 TILT=；随后把换行、空格、制表符和逗号统一视为数值分隔符。这样可以兼容不同厂商导出时的折行差异。数值读取使用 InvariantCulture，避免编辑器系统语言改变小数点语义。

数据段	主要字段	工具中的用途
Header / Keywords	LM-63 版本、灯具名称、厂商描述	资产识别与保存时保留元数据
Photometric header	灯数、流明、倍率、角度数量、Type、单位和灯具尺寸	校验文件、显示摘要、确定数组尺寸
Vertical angles	γ[0..V-1]	描述离开光轴的采样角
Horizontal angles	C[0..H-1]	描述绕光轴的采样平面与对称性
Candela table	cd[H,V] × multiplier	预览、编辑与保存的核心数据

读取坎德拉表时，原始 multiplier 会立即乘进每个样本，内部始终使用绝对光强。同时遍历整张表得到峰值 candela 及对应的 (C, γ)，后续的归一化、曝光参考和光束角计算都依赖这一组统计数据。

第二层：极坐标图把“光往哪里走”画出来

极坐标图以灯具光轴为 0°，绘制 C0 和 C90 两个典型截面。半径表示光强，角度表示 γ。线性模式适合比较绝对能量，Log 模式能把弱尾部拉出来检查；Normalize 则让不同功率的灯具可以只比较光束形状。

Beam Angle 和 Field Angle 不是额外存储的字段，而是从峰值向两侧寻找阈值交点得到的派生指标。工具分别使用峰值的 50% 和 10% 作为阈值，用于快速判断主光束宽度与外围有效范围。它们适合资产筛选，但不能替代完整曲线，因为两个光束角相同的灯具仍可能拥有完全不同的肩部和尾部。

第三层：从坎德拉到表面照度

为了回答“打到地面或墙上是什么样”，工具提供纯 CPU 的表面投影。每个像素先从灯具位置构造方向，换算为 (C, γ)，再在坎德拉表中做双线性插值。最终照度遵循点光源的基本关系：

E(p) = I(C, γ) · max(0, N · L) / r²

其中 I 是该方向的光强，N · L 是表面入射余弦，r² 是平方反比衰减。预览再用峰值和灯距做自动曝光，并经过指数型 tone mapping 与 sRGB 转换。这样既保留光束形状，又不会让不同量级的 IES 在编辑器里直接全白或全黑。

对称性展开是正确采样的关键

IES 文件为了节省数据，常常只保存部分水平角：一行代表轴对称，0° 到 90° 代表四象限对称，0° 到 180° 代表双边对称，接近完整一圈则按全方向数据处理。采样任意 C 角时，工具先按文件声明隐含的对称性折叠到已存区间，再在 C 和 γ 两个方向插值。忽略这一步，预览会出现缺扇区、断边或左右不一致。

第四层：不依赖渲染管线的 3D 实时预览

场景预览没有创建 Unity Light，也不要求 HDRP 的 IES Profile。CPU 先把分布烘焙为一张 360 × 181 的 RGBAHalf 查找纹理，U 对应 C 角 0° 到 360°，V 对应 γ 角 0° 到 180°，R 通道保存相对峰值归一化的光强。

GPU 侧通过一次 Graphics.Blit 执行全屏 ray caster。每个像素构造相机射线，与地面平面求交，在灯具局部基底中恢复 C 和 γ，再查询 IES LUT 并计算 I · cosθ / r²。地面网格只用于提供尺度与透视参照。因为整个过程只依赖一个隐藏 Shader 和一张 512² RenderTexture，所以 Built-in、URP 与 HDRP 编辑器环境都能使用同一套预览。

编辑：修改的是能量分布，不是灯的 Transform

编辑器始终保留一份 Source，并在每次参数变化时深拷贝出 Edited Snapshot。所有操作都作用于坎德拉表，因此保存后的光束形状可以被其他支持 IES 的软件复现，而不是只在当前 Unity 场景里生效。

参数	实现方式	结果
Brightness	所有采样乘以全局 Scale Factor	保持形状，改变绝对 candela
Beam Spread	按比例反向重采样 γ 角距离	大于 1 展宽，小于 1 收窄
Push Forward / Sideways	把输出方向旋转回源分布后采样	光轴不动，能量峰值在 IES 内偏移
γ Remap	按垂直角应用 AnimationCurve 倍率	独立调整中心、肩部与远端能量
C0 / C90 Freehand	用归一化曲线覆盖指定光度平面	直接塑造两个关键截面

二维光束偏移是其中最容易被低估的一步。工具先把目标偏移量组合成一个峰值方向，再通过 Quaternion 构造“目标峰值到原始光轴”的旋转。对输出表中的每个方向，先做逆向方向映射，再回到源表双线性采样。这样避免直接平移数组造成角度空间变形。

轴对称文件只有一行水平角，无法表达偏向某个 C 平面的光束。一旦发生非零二维偏移，工具会把它扩展为 0° 到 360°、每 10° 一行的完整表，再进行方向重采样。这个扩展会增加文件数据量，却是打破轴对称后保持信息完整所必须付出的成本。

保存：不只把数组写回文本

序列化器保留原有关键字，把内部的绝对 candela 写回文件，并强制 multiplier 为 1，避免“数组已经乘过倍率、文件又重复乘一次”的二次放大。保存时还可以追加一条编辑历史说明；界面默认提供 Save As，并把覆盖原文件放在明确的危险操作中。

编辑后的总光通量通过球面积分重新估计：

Φ = ∫₀²π ∫₀π I(γ, C) · sin(γ) dγ dC

离散实现沿相邻 γ 区间积分，并对已存 C 范围求平均，再利用轴对称、四象限或双边对称扩展到完整 2π。结果乘以 Ballast Factor，写回 Lumens Per Lamp。峰值 candela 与峰值角度也会重新遍历计算，保证文件摘要与编辑后数据一致。

模块拆分与职责

模块	职责	设计价值
Parser / IESData	LM-63 读取、字段归一化、峰值统计	让所有视图共享同一份明确数据模型
Plot Renderer	C0/C90 极坐标曲线、线性/对数显示	快速检查角度域分布
Light Projector	对称性映射、双线性采样、地面/墙面照度	提供不依赖场景的物理形状参考
Scene Previewer + Shader	LUT、全屏射线、相机和灯具交互	跨管线提供实时空间反馈
Editor	非破坏重采样、曲线覆盖、对称性扩展	把艺术控制落到标准光度数据
Serializer	元数据保留、流明积分、LM-63 回写	形成可交付、可复用的闭环

性能与工程边界

这是 Editor-only 工具，不进入 Player，也不会给游戏运行时增加 Pass、Draw Call 或常驻纹理。解析与编辑的主要复杂度是 O(H × V)；默认 LUT 约 6.5 万个采样，3D 预览是一张固定 512² RT 的全屏 Pass。CPU 表面投影默认 256²，最大限制为 1024²，只有重建时发生。

边界	当前策略	后续可扩展方向
TILT 非 NONE	允许安全读取，禁止编辑保存	实现完整倾斜几何与外部 TILT 文件解析
Photometric Type A/B	保留数据；空间预览按常用 Type C 语义解释	加入 A/B 到 Type C 的坐标转换
异常水平角表	标准 0/90/180/360 对称；其他范围钳制	按 LM-63 边界情况增加更严格校验
高分辨率 CPU 投影	同步生成并限制分辨率	编辑防抖、Jobs/Burst 或 GPU Compute
最终画面一致性	独立曝光与简化地面模型	增加目标管线适配层与基准场景对照

结论

这套工具的价值不在于多做了一个 IES 缩略图，而在于建立了一条完整、可验证的数据链：从标准文件读取方向光强，经过对称性正确的采样与物理照度预览，再以非破坏方式重塑分布，最后重算派生量并写回标准格式。它把灯光资产从“只能导入后试效果”的黑盒，变成可以检查、比较、编辑和交付的数据资产。

对生产工具而言，最重要的并不是把所有边界一次性覆盖，而是明确哪些数据已经被正确解释、哪些操作会改变物理量、哪些格式暂时只读。正是这些约束，让实时反馈不会以牺牲文件可靠性为代价。