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UE4渲染概述

2016年09月06日 20:42:0124640

虚幻引擎4拥有全新的、DirectX 11通道的渲染系统,包括延迟着色,全局光照,半透明光照,后处理以及使用矢量场的GPU粒子模拟。

延迟着色

虚幻引擎4中所有光照均为延迟光照,这点与虚幻引擎3的直向光照完全不同。不透明表面的阴影通常为全景阴影。

带光照的半透明物体

半透明物体的光照和着色都是单次的,这样可以确保将其正确地与其他半透明物体混合,而如果采用多遍光照技术是无法完成的。

UE4渲染概述 UE4教程 第1张

半透明物体可以将阴影投射于不透明的世界,其本身和其他带光照的半透明物体。

UE4渲染概述 UE4教程 第2张UE4渲染概述 UE4教程 第3张
  

阅读带光照的半透明物体以获得更多信息。

子表面着色

材质拥有了全新的光照模型 MLM_Subsurface ,此模型是为了蜡或翡翠等不透明材质打造,但光照在内部会散射。 比起皮肤渲染,这样做质量会略低,消耗的性能也会更低。

UE4渲染概述 UE4教程 第4张UE4渲染概述 UE4教程 第5张
翡翠材质冰材质

GPU粒子

虚幻4支持在GPU上的粒子模拟。 传统CPU系统允许同一框架内数以千计的粒子。 GPU模拟则可以让成百上千的粒子被高效模拟和渲染。

UE4渲染概述 UE4教程 第6张UE4渲染概述 UE4教程 第7张
生成速率500生成速率20000

矢量场

GPU粒子最有趣之处,除了高效外,就是矢量场。 矢量场就是对粒子运动产生影响的统一的矢量网格。 矢量场被作为actor放置在世界中,而且可以像其它actor一样被平移,旋转和缩放。 它们是动态的,而且可以在任何时候都可被移动。

UE4渲染概述 UE4教程 第8张

矢量场也可以在Cascade内进行放置,这样它的作用被限制在其相关的发射器中。 当粒子进入矢量场的边界时,粒子的运动会受矢量场影响。当粒子离开该边界时,矢量场对粒子的影响消失。

UE4渲染概述 UE4教程 第9张

后期特效

虚幻引擎4提供多种后期特效,这样美工和设计可以对场景的外观和感觉进行整体调整。 这些元素和特效的示例包括光溢出(明亮物体上的HDR光溢出特效),环境遮挡以及色调映射。

环境遮挡

环境遮挡 特效为SSAO(屏幕空间环境遮挡)实施后的特效,并且当前仅基于深度缓冲。 这意味着法线贴图细节或平滑组不会影响效果。 在启用特效后,多边形数非常低的网格可能会呈现出更多的棱角。 在虚幻引擎4中,特效仅被应用于环境,在当前这表示仅应用于AmbientCubemap。

环境立方体贴图

环境立方体贴图 特效对整个场景的光照应用立方体贴图. 此特效与材质被光照的位置无关。 观察者位置,材质粗糙度(高光特效用到),以及材质表面法线均被考虑。 这样就可以有高效和高质量的光照环境。

光溢出

光溢出 是真实世界中的一种光照现象,可以使得渲染出的图像在感觉上更加真实,它的渲染性能消耗为中等级别。 当我们在非常暗的背景上用裸眼看非常亮的对象时,我们就会看到这种光溢出现象。 尽管比较亮的对象也会产生其它的效果(条纹、镜头眩光),但是经典的光溢出特效并不包括这些。 因为我们的显示器(比如TV、TFT...)通常不支持HDR(高动态范围),所以我们实际上不能渲染非常亮的对象。 反之,当光源射到薄膜(薄膜表面散射)或者相机前方(milky glass过滤器)时,我们模拟在眼睛中出现的效果(视网膜表面散射)。 从物理上讲,这个特效并不总是正确,但是它可以帮助表现对象的相对亮度或者给LDR(低动态范围)图片添加真实性。

UE4渲染概述 UE4教程 第10张

光溢出泥土蒙板

光溢出泥土蒙板 特效使用贴图在一些指定的屏幕区域使光溢出变得明亮。 这可以用来创建战争镜头,更为夺目的HDR特效或修正镜头的不完美等。

人眼适应

人眼适应,或 自动曝光, 会让场景自动调整以重建犹如人眼从明亮环境进入黑暗环境(或相反)时所经历的效果。

镜头眩光

镜头眩光 特效为基于图像的技术,会在镜头转向明亮物体时自动生成镜头的眩光。

UE4渲染概述 UE4教程 第11张

色调映射

色调映射 使得渲染场景的颜色会被变换或修改以使最终效果不同。 这可以被用来创建诸如sepia过滤器,碰撞特效(例如红色闪光)等效果。

UE4渲染概述 UE4教程 第12张UE4渲染概述 UE4教程 第13张
色调映射 - 关闭色调映射 - 开启

虚光效果

虚光 特效会造成被渲染场景的亮度随距视口中心位置的距离增加而逐渐降低。

UE4渲染概述 UE4教程 第14张

虚幻引擎4拥有全新的、DirectX 11通道的渲染系统,包括延迟着色,全局光照,半透明光照,后处理以及使用矢量场的GPU粒子模拟。

延迟着色

虚幻引擎4中所有光照均为延迟光照,这点与虚幻引擎3的直向光照完全不同。不透明表面的阴影通常为全景阴影。

带光照的半透明物体

半透明物体的光照和着色都是单次的,这样可以确保将其正确地与其他半透明物体混合,而如果采用多遍光照技术是无法完成的。

UE4渲染概述 UE4教程 第16张

半透明物体可以将阴影投射于不透明的世界,其本身和其他带光照的半透明物体。

UE4渲染概述 UE4教程 第17张UE4渲染概述 UE4教程 第18张
  

阅读带光照的半透明物体以获得更多信息。

子表面着色

材质拥有了全新的光照模型 MLM_Subsurface ,此模型是为了蜡或翡翠等不透明材质打造,但光照在内部会散射。 比起皮肤渲染,这样做质量会略低,消耗的性能也会更低。

UE4渲染概述 UE4教程 第19张UE4渲染概述 UE4教程 第20张
翡翠材质冰材质

GPU粒子

虚幻4支持在GPU上的粒子模拟。 传统CPU系统允许同一框架内数以千计的粒子。 GPU模拟则可以让成百上千的粒子被高效模拟和渲染。

UE4渲染概述 UE4教程 第21张UE4渲染概述 UE4教程 第22张
生成速率500生成速率20000

矢量场

GPU粒子最有趣之处,除了高效外,就是矢量场。 矢量场就是对粒子运动产生影响的统一的矢量网格。 矢量场被作为actor放置在世界中,而且可以像其它actor一样被平移,旋转和缩放。 它们是动态的,而且可以在任何时候都可被移动。

UE4渲染概述 UE4教程 第23张

矢量场也可以在Cascade内进行放置,这样它的作用被限制在其相关的发射器中。 当粒子进入矢量场的边界时,粒子的运动会受矢量场影响。当粒子离开该边界时,矢量场对粒子的影响消失。

UE4渲染概述 UE4教程 第24张

后期特效

虚幻引擎4提供多种后期特效,这样美工和设计可以对场景的外观和感觉进行整体调整。 这些元素和特效的示例包括光溢出(明亮物体上的HDR光溢出特效),环境遮挡以及色调映射。

环境遮挡

环境遮挡 特效为SSAO(屏幕空间环境遮挡)实施后的特效,并且当前仅基于深度缓冲。 这意味着法线贴图细节或平滑组不会影响效果。 在启用特效后,多边形数非常低的网格可能会呈现出更多的棱角。 在虚幻引擎4中,特效仅被应用于环境,在当前这表示仅应用于AmbientCubemap。

环境立方体贴图

环境立方体贴图 特效对整个场景的光照应用立方体贴图. 此特效与材质被光照的位置无关。 观察者位置,材质粗糙度(高光特效用到),以及材质表面法线均被考虑。 这样就可以有高效和高质量的光照环境。

光溢出

光溢出 是真实世界中的一种光照现象,可以使得渲染出的图像在感觉上更加真实,它的渲染性能消耗为中等级别。 当我们在非常暗的背景上用裸眼看非常亮的对象时,我们就会看到这种光溢出现象。 尽管比较亮的对象也会产生其它的效果(条纹、镜头眩光),但是经典的光溢出特效并不包括这些。 因为我们的显示器(比如TV、TFT...)通常不支持HDR(高动态范围),所以我们实际上不能渲染非常亮的对象。 反之,当光源射到薄膜(薄膜表面散射)或者相机前方(milky glass过滤器)时,我们模拟在眼睛中出现的效果(视网膜表面散射)。 从物理上讲,这个特效并不总是正确,但是它可以帮助表现对象的相对亮度或者给LDR(低动态范围)图片添加真实性。

UE4渲染概述 UE4教程 第25张

光溢出泥土蒙板

光溢出泥土蒙板 特效使用贴图在一些指定的屏幕区域使光溢出变得明亮。 这可以用来创建战争镜头,更为夺目的HDR特效或修正镜头的不完美等。

人眼适应

人眼适应,或 自动曝光, 会让场景自动调整以重建犹如人眼从明亮环境进入黑暗环境(或相反)时所经历的效果。

镜头眩光

镜头眩光 特效为基于图像的技术,会在镜头转向明亮物体时自动生成镜头的眩光。

UE4渲染概述 UE4教程 第26张

色调映射

色调映射 使得渲染场景的颜色会被变换或修改以使最终效果不同。 这可以被用来创建诸如sepia过滤器,碰撞特效(例如红色闪光)等效果。

UE4渲染概述 UE4教程 第27张UE4渲染概述 UE4教程 第28张
色调映射 - 关闭色调映射 - 开启

虚光效果

虚光 特效会造成被渲染场景的亮度随距视口中心位置的距离增加而逐渐降低。

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