虚幻光照基础和效果笔记

郭亚军

1.光照基础知识




灯光强度单位只是数值换算不一样，效果没有区别



使用色温对性能没有影响

2.烘焙光照 - Lightmass

• 烘焙光照比实时光照效果好（原因是它们支持全局光照、支持辐射和光照反射）最大的缺点是：无法在运行时更改，因为它是静态的。
  
• 当时灯光在场景中显示预览字符时，说明这个灯需要烘焙才能发挥作用。或者改变灯光属性，改成实时灯。
  

烘焙灯光

• "Swarm Agent"烘焙进度显示插件，能够直观地显示烘焙进度
  

Swarm Agent界面

• 烘焙完场景后，再移动灯的位置需要重新烘焙
  
• 灯光烘焙的原理是将灯光信息变成一张贴图贴在场景里，所以灯光的数量多少只会影响烘焙的时长，对性能没有影响。静态光照是性能消耗最小的解决方案，但是会占用设备运行内存
  
• 灯光烘焙的品质取决于模型的光照贴图(所以应该重视光照UV的展开和摆放）
  

光照质量调整01



光照质量调整02



烘焙的场景需要添加这个体积，即使在添加了很多动态光源的情况下。盒体区域内能获得高品质光照效果

在窗户之类的位置添加这个体积，能使室外的光线更多地进入室内，从而提升室内的光照效果。



帮助来自天空和大气层的光线反射进室内场景

3.烘焙光照 - 光照贴图

• 光照贴图是引擎在模型的2U计算得到的一张带有光照信息的贴图，可以理解成模型的颜色贴图
  
• 一般情况下，有两种方法得到模型的2U。1是引擎自动生成，只需要简单地勾选一下选项即可。2是传统三维软件里自动展开，或者手动展开。
  
• 引擎自动生成2U的优点是方便快捷，效率非常高。缺点是不可更改，UV展开和摆放的质量一般。存在UV摆放空间利用率不高，UV展开边缘线不合理等问题。
  
• 传统三维软件展开2U的优点：效果可控，质量高。缺点是对于复杂建筑、面数过多的模型，手动展开2U所需要的时间通常非常多。模型数量非常多的情况下，时间成本巨大。
  
• 2U的要求，不能重叠，全部面展开，不能超过一个象限。UV断开的地方尽量在不显眼的地方，能够拉直的线全部拉直。摆放间隔不能太大，保证UV空间的利用率。
  
• 体积光照贴图，场景的动态模型会向其采样，获取光照信息，以便正确呈现色彩和光照效果
  

4.动态光照 - 室内和基础知识

• 可移动灯光：影子锐利，但是没有反射。（有时影子太锐利，显得有点假）
  
• 可移动灯光性能好坏取决于动态光源的数量和动态阴影的数量
  

动态阴影的开销非常大

• 模型非常大时，动态阴影效果可能会不对，尤其在远处观察时
  
• 静态灯光：影子模糊，但是有反射
  
• 固定灯光：效果处于两者中间，用来做落地灯之类的灯光效果最好
  
• 固定灯光同一区域内不能超过四个，超过四个就会报错
  

5.动态光照 - 室外

• CSM——级联阴影贴图
  
• 级联阴影贴图相当于模型的几级LOD，在不同距离显示不用精度的阴影以优化性能
  

级联阴影贴图

• 在开放的大世界地图中，如果全部采用级联阴影贴图，这样会导致阴影质量非常低，而已性能消耗巨大。所以在这种情况下，一般采用距离场阴影和级联阴影贴图一起使用，以达到性能和效果的平衡。
  
• 在近处使用级联阴影贴图，远处使用距离场阴影（超过级联阴影贴图设置的距离，阴影就会消失）
  

生成网格体距离场



网格体距离场打开后，场景观察界面



距离场阴影设置

• "DFAO"也就是“距离场环境光遮蔽"
  
• 开放大世界场景用的动态光照，室内很多地方由于没有反射，会是漆黑一片。开启DFAO后，会有类似烘焙的反射效果，但是这个反射效果有可能效果不对
  

DFAO设置

• 开启前后效果对比
  

5.将静态和动态光照相结合

• 光照贴图根据模型的大小重要性调整分辨率
  
• 烘焙贴图占用的是内存空间
  

光照贴图密度，调整到大致相同来保持一致性



勾选这个能给场景更多细节



游戏项目一定要勾选，不然内存开销会非常大

第二部分——光照效果和反射

1.光照效果

• 点光源源半径和大小
  

修改点光源的源长度能使点光源变成光管效果

• 聚光灯加上IES相当于光源加上遮罩，呈现不同的灯光效果
  
• IES适用于静态、固定和可移动光源。当光源是静态时，IES选项显示灰色，但依然有效，可以烘焙到场景中。但是在修改和调整IES效果的时候，应该将光源改成固定或者可移动
  

IES贴图



IES效果

• 光照函数（用来做体积云、水的散射效果之类的）B站光照函数教程
  

2.光照基础知识：反射

• 屏幕空间发射又称SSR
  
• SSR只能反射屏幕上的可见画面，反射会在某些视角下消失，噪点也很多。但好处是 反射是实时渲染的，它能正确地反射像素应该反射的内容。
  
• 反射捕获
  
• 缺点：反射画面的位置无法正确反映对象的实际位置，反射的图像会随反射球的位置产生变化（所以反射球的位置需要仔细调整）
  
• 优点：反射效果很好，细节非常清晰
  
• 屏幕空间反射和反射捕获结合使用，屏幕空间反射的优先级始终更高
  

大部分情况下都是用球体反射，盒体反射非常少用



游戏项目这个数值一般都比较小，根据具体情况调整

• 平面反射
  
• “平面反射”只能用平面反射效果例如镜子、窗框、水池、水面或者窗户玻璃，任何平整、尺寸较少的对象
  
• 平面反射既可以实时渲染也可以一次性捕获，但是实时渲染的性能开销非常大
  

使用平面反射必须启用这个选项



平面反射



关闭平面预览



实时渲染开关

• 2D平面或立方体渲染目标捕获反射
  
• 适用于渲染目标捕获反射，特别是遇到高反射表面时，例如镜子。或者当你需要反射，但又希望性能开销非常低时。（这种方法不常用）这种反射效果可用于场景中的材质，即是你想在反射平面上带有材质效果可以这种方法，或是用于监控画面上
  

场景捕获立方体

3.雾和立体光源

• 大气雾（比指数距离雾复杂，游戏项目一般不采用）
  

选择平行光勾选这个选项，大气雾就会自动默认定向光源为太阳光





显示和关闭日轮

• 指数距离雾
  

这个数值越小，灯光对雾的影响越小



光束阻挡和光束泛光的效果



体积雾效果