UE4開發(fā)的25個(gè)技巧：有關(guān)光照，紋理和渲染

原作者：PeckBang
52VR優(yōu)質(zhì)原創(chuàng)翻譯

Epic的引擎真的能開發(fā)出相當(dāng)棒的視覺效果。它的延遲渲染、自定義材質(zhì)和高級(jí)光照技術(shù)對(duì)整個(gè)引擎——和你的作品——都有著完美的驅(qū)動(dòng)，能給效果帶來質(zhì)的提升。

自打UE4公開發(fā)布以來我一直靠這個(gè)賺錢，然后發(fā)現(xiàn)了在它身上一些創(chuàng)作和展現(xiàn)高質(zhì)量成果的絕妙技巧。在這篇文章，我會(huì)分享一些個(gè)人每天都會(huì)用到的小秘訣和技巧，以幫助你們運(yùn)用UE4為自己美妙的場(chǎng)景做好光照、材質(zhì)和渲染。

01. 往UE4里導(dǎo)入材質(zhì)

在內(nèi)容瀏覽器里點(diǎn)擊“導(dǎo)入”來實(shí)現(xiàn)。UE4支持很多材質(zhì)格式，從.tga和.png，到.psd和.jpg都可以。一個(gè)重要的點(diǎn)是注意確保標(biāo)準(zhǔn)地圖是以 TC Normalmap 壓縮的，以防止在引擎里出現(xiàn)視覺錯(cuò)誤。同時(shí)還需注意如果你的材質(zhì)面不遵循以上兩種方式，它們則會(huì)不平滑或者不能貼圖（if your texture dimensions do not follow the power of two, they won't stream or have mipmaps.）。

02. 保存：利用信道打包材質(zhì)（Channel-pack textures）

Unreal其中一個(gè)讓人驚喜的點(diǎn)就是，當(dāng)創(chuàng)建你自己的材料時(shí)你會(huì)發(fā)現(xiàn)有一大堆功能可以用。當(dāng)你在為材質(zhì)添加多層黑白面罩比如粗糙度和穿透（transmission）時(shí)，你可以把每一個(gè)面罩藏進(jìn)一幅材質(zhì)圖像的一個(gè)單一信道中、通過在你的材料中有區(qū)分地進(jìn)入材質(zhì)的每一個(gè)信道從而節(jié)省內(nèi)存。

03. 基于物理特性的渲染

在類似Unreal 4 這樣一批有著正處于剛開始發(fā)展階段的新式渲染能力的引擎之中，我們能看到對(duì)物理渲染能力有著受到廣泛稱贊的調(diào)整。我們?nèi)ビ纤隙ū认訔壦袃r(jià)值。學(xué)習(xí)如何準(zhǔn)確地運(yùn)用粗糙度面罩、金屬感面罩去代表物體的表面物理性質(zhì)可以視作為相比較于上一代游戲引擎來說一種工作方式的改變，它能很好地在多種光照環(huán)境中幫助保持物質(zhì)表面的連貫性和逼真度。

04. 紋理復(fù)用

Unrea 4 材質(zhì)編輯器的另一個(gè)神奇的特點(diǎn)是其允許非常智能的紋理復(fù)用。它不僅節(jié)省內(nèi)存，還節(jié)省時(shí)間。有時(shí)候一個(gè)來自巖石反照率紋理（rock albedo texture）的紅色通道就能為一個(gè)粗糙紋理制作一個(gè)很棒的覆蓋圖。來自Photoshop的一個(gè)云渲染瓷磚紋理（tiling cloud render）有時(shí)能給磚塊帶來新的樣子，也能給一些水泥紋理帶來細(xì)節(jié)上的紋理?？赡苄允菬o限的。

05. 別制作不必要的紋理

偶爾的我們會(huì)遇到一些材質(zhì)是的確不在需求內(nèi)可以被剔除從而節(jié)省內(nèi)存的。比如為了制作像木頭或塵埃這樣100%沒有任何金屬性的材質(zhì)，金屬線貼圖紋理則可以在材質(zhì)編輯器中用數(shù)值0來替代掉，以達(dá)到一個(gè)簡(jiǎn)單的浮動(dòng)常數(shù)。同樣的方法可以在同樣材質(zhì)的多種形式上得到一樣的運(yùn)用。3款稍微不同的彩色磚塊不需要都用不同的法線貼圖，可以共用同一個(gè)。

06. 創(chuàng)建一組核心材質(zhì)

一種節(jié)省可觀時(shí)間和工作量的工作方式是先創(chuàng)建一組可以可用于實(shí)例化做成幾個(gè)不同物體的基礎(chǔ)材質(zhì)。通常我開始啟動(dòng)項(xiàng)目時(shí)我會(huì)為每種物體制作一些基礎(chǔ)材質(zhì)。比如我在制作自然場(chǎng)景時(shí)總會(huì)想用到的用于地形、道具和植被的基礎(chǔ)材質(zhì)。雖然總是會(huì)有一些異常值但這對(duì)整個(gè)場(chǎng)景制作的大部分工作都有幫助。

07. 通過材質(zhì)實(shí)例來迭代

一份基礎(chǔ)材質(zhì)的實(shí)例化有一個(gè)巨大的特點(diǎn)就是它能夠?qū)梢詫?shí)時(shí)改變的值進(jìn)行參數(shù)化。您可以使用這些改變來快速測(cè)試許多不同的值，而不用不得不重新編譯材質(zhì)。每當(dāng)我獲得一份復(fù)雜的材質(zhì)時(shí)，我都會(huì)在一邊先制作一份材質(zhì)實(shí)例，用測(cè)試性的材料實(shí)例來確定更真實(shí)的基礎(chǔ)數(shù)值供最終的材質(zhì)使用。

08. 給材質(zhì)添加注解（comments）以及如何管理它們

對(duì)于復(fù)雜的材質(zhì)來說虛幻引擎4都準(zhǔn)備了一些非常有用的管理工具來幫忙管理。選擇一組節(jié)點(diǎn)然后摁C鍵就能給節(jié)點(diǎn)們添加注解，注解們可以以組的形式移動(dòng)，編寫代碼的時(shí)候也能帶有顏色。注解（和獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)）可以添加基本的文本解釋，這樣有助于提升可讀性。

09. 材質(zhì)功能

材質(zhì)功能可以視作與在節(jié)點(diǎn)處工作的真正的功能一樣的作用——為了執(zhí)行一組特定的指示，重復(fù)性工作可以被多次執(zhí)行。它們是在內(nèi)容瀏覽器中在材質(zhì)之外被制作而成的，但可以獨(dú)立地被執(zhí)行于用來簡(jiǎn)化材質(zhì)。同時(shí)它們包括了獨(dú)自擁有的輸入組（set of inputs），這可以在需要執(zhí)行重復(fù)動(dòng)作時(shí)作為一種節(jié)省時(shí)間的出色方式。

10. 植物材質(zhì)

植物可以說在任何游戲引擎中都是最需要技巧性以確保看起來沒毛病的東西之一。在UE4中，植物陰影模型即用于讓這一切變得簡(jiǎn)單。它被高度得到推薦，因?yàn)樗С?次表面穿透（sub-surface transmission），大多數(shù)葉子場(chǎng)景得益于此。我同時(shí)推薦在場(chǎng)景中添加天空光照，可用于幫助抵消掉一些在植物網(wǎng)格中比較暗的區(qū)域有可能出現(xiàn)的陰影。

11. 頂點(diǎn)顏色

在材質(zhì)中有頂點(diǎn)顏色的入口是我對(duì)虛幻引擎4中意的一點(diǎn)，有創(chuàng)意地運(yùn)用頂點(diǎn)顏色會(huì)讓一切都能發(fā)揮十足的能量。從環(huán)境光遮蔽到為植物屏蔽來自風(fēng)和外界的影響，頂點(diǎn)顏色的多功能性讓人嘆為觀止。它們?cè)诎奄N圖混合到一起的過程中十足有用。而且可以從外界的3D軟件中導(dǎo)入，或者導(dǎo)入后在編輯器中著色。

12. 細(xì)節(jié)顏色貼圖和法線貼圖（Detail diffuse and normal overlays）

因?yàn)槲覀兛梢宰远x紋理UV平鋪率，所以我們完全可以通過加入二級(jí)紋理來提升材質(zhì)的細(xì)節(jié)表現(xiàn)。通常用到的是顏色貼圖（diffuse）或者法線貼圖（normal maps），在基礎(chǔ)材質(zhì)之上以更高的頻率鋪上去。細(xì)節(jié)上的顏色貼圖可以與多種技巧一起應(yīng)用，比如疊加混合函數(shù)（Overlay Blend Function），細(xì)節(jié)處的法線貼圖可以如正常的法線貼圖一樣被添加紅色和綠色通道到基礎(chǔ)材質(zhì)上。

13. 材質(zhì)的紋理混合

想在材質(zhì)編輯器中結(jié)合不同的紋理但卻只熟悉Photoshop的混合模式？沒事，虛幻引擎也有。不僅有很多有用的材質(zhì)功能，虛幻引擎有著Photoshop用戶熟悉的大部分混合模式。從疊加到線性減淡，它們可以在材質(zhì)編輯器的面板窗口中找到。這些功能對(duì)添加細(xì)節(jié)和變化到材質(zhì)上這樣的工作極其有用。

14. 熟悉你的光照類型

虛幻引擎提供了四種不同的光照類型供環(huán)境中使用：平行光、點(diǎn)光源、聚光燈和天空光。平行光適合戶外環(huán)境或者任何只具有單向光源的環(huán)境。而點(diǎn)光源的光向全方向擴(kuò)散。聚光燈相似，但光線被約束在一個(gè)錐形的空間里。天空光則可以通過捕捉地圖中遠(yuǎn)處的部分來添加環(huán)境光。這些光照類型還都支持自定義立方體貼圖（Cubemaps）。

15. 為場(chǎng)景添加環(huán)境霧氣

雖然近距離的霧氣可以隨意地用粒子特效做出來，虛幻4還是提供了另外兩種方式去添加霧氣效果。AtmosphericFog（直譯：氛圍霧氣）可以根據(jù)環(huán)境氛圍中實(shí)際散布的光線的定向照明角度和強(qiáng)度來創(chuàng)造霧氣效果。而具有函數(shù)性質(zhì)的HeightFog（直譯：高度霧氣）則提供帶有一點(diǎn)色彩控制能力、更為簡(jiǎn)單的霧氣效果，它能為地圖里比較高的部分提供更稀薄的霧氣，而比較低的位置提供更厚重的霧氣。

16. 創(chuàng)造巧妙的光軸

光軸或者說“上帝射線”是一個(gè)有力的工具，是存在于空中的粒子由特定的光源照射而成的。在虛幻4中它們有幾個(gè)方法可以做成。最普遍的做法是利用平行光的屬性。也可以利用幾何學(xué)以及巧妙的材質(zhì)來實(shí)現(xiàn)。Epic的藍(lán)圖模板項(xiàng)目里有一個(gè)很棒的模板講述了怎樣做到這樣的效果。

17. 高分辨率截屏

當(dāng)使用Matinee可以渲染自定義分辨率視頻時(shí)，我們有快速而簡(jiǎn)易的方式從編輯器中直接截取高分辨率的屏幕畫面。點(diǎn)擊Viewport左上角的向下指著的小箭頭，你會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)小小的下拉菜單，點(diǎn)擊最底部即可以打開「高分辨率截屏」窗口。截圖后圖片會(huì)保存到文件夾project/saved/Screenshots。

18. 顏色校正和顏色查找表

運(yùn)用Post-process volumes（后處理卷，或 后效體積），最終的渲染顏色可以基于設(shè)計(jì)師的喜好來調(diào)節(jié)和調(diào)整。雖然有一些基本設(shè)置可供選擇，比如對(duì)比度調(diào)節(jié)和顏色著色，但是可以使用顏色查找表進(jìn)行自定義顏色校正。這些查找表用于復(fù)雜的顏色轉(zhuǎn)換，這可以配合能在虛幻引擎4的文檔網(wǎng)站、Photoshop或者其它圖像調(diào)節(jié)軟件運(yùn)行的基底文件（base file，或 基文件）來完成。

19. 編輯泛光和鏡頭炫光（Editing bloom and lens flares）

圖像泛光和鏡頭炫光的后期處理現(xiàn)在在游戲和3D體驗(yàn)中越來越流行了。在UE4中則可以用 post-process volumes 來實(shí)現(xiàn)和自定義調(diào)節(jié)。對(duì)泛光來說，其幾乎可以說在所有方面都能得到高度自定義調(diào)節(jié)。尺寸、顏色、密度和閾值都可以調(diào)節(jié)，甚至可以在塵埃材質(zhì)的遮罩下模擬塵埃鏡頭。相似的，基于圖像的鏡頭炫光也可以如此得到應(yīng)用，調(diào)節(jié)形狀和密度等等。

20. 打造景深

虛幻4支持高斯景深和自定義形狀的散景景深。這兩個(gè)在 Post Process Volumes 中都可以找到。值得注意的是雖然散景景深的加權(quán)有助于模糊遠(yuǎn)處物體前方的纖細(xì)物體，但反之亦然它有時(shí)也會(huì)幫倒忙——需注意在自然場(chǎng)景和其它相似的鏡頭中應(yīng)用景深時(shí)應(yīng)多加小心。

21. 有關(guān)自動(dòng)曝光和眼睛適應(yīng)行為

自動(dòng)曝光控制是默認(rèn)開啟的，其模擬了眼睛對(duì)光亮區(qū)域或黑暗區(qū)域的適應(yīng)行為。這個(gè)效果是相當(dāng)不錯(cuò)的但會(huì)產(chǎn)生持續(xù)變化的視覺變量，很難保持變量一致。而對(duì)于曝光范圍的調(diào)節(jié)在 Post-process Volumes 的設(shè)置中則可以做到，同時(shí)也可以關(guān)閉，只需把最小光亮與最大光亮設(shè)置為相等即可。曝光偏差則可用于調(diào)整基本曝光設(shè)置。

22. 光源函數(shù)

在虛幻4的光照中有一個(gè)有趣的功能是對(duì)光源函數(shù)材質(zhì)的支持。這些材質(zhì)作為光線的遮罩，可以在一組光線中利用自定義顏色樣式在地面上打出陰影。方法是在材質(zhì)編輯器中把 材質(zhì)域（Material Domain）設(shè)置為光源函數(shù)（Light Function）即可，可以用于平行光、點(diǎn)光源和聚光燈上。

23. 用復(fù)制黏貼節(jié)省時(shí)間

虛幻4有一個(gè)必須知道的完美技巧：在同一個(gè)項(xiàng)目里一個(gè)對(duì)象可以從一個(gè)關(guān)卡直接復(fù)制黏貼到另一個(gè)關(guān)卡。這時(shí)對(duì)象會(huì)在同一個(gè)位置以同樣的屬性出現(xiàn)。更佳絕妙的是從虛幻復(fù)制過來的任何東西都可以粘貼在文本文件里。而這個(gè)文本又可以復(fù)制黏貼到另外一個(gè)虛幻4的關(guān)卡里。

24. 視圖模式和緩沖可視化

知道你的圖像是由什么組成的對(duì)于在任何3D引擎和像UE4一樣的延遲渲染引擎中工作來說都是一個(gè)不可缺少的部分，它們能提供一些有用的視圖模式。摁緊Alt鍵后在1到8數(shù)字鍵間切換只能查看不同的視圖模式，像無光照模式（Unlit）或照明模式（lighting）；但如果在Viewport中點(diǎn)擊視圖模式按扭，你會(huì)看到獨(dú)立的緩沖們。這對(duì)觀察關(guān)卡級(jí)的材料輸入是很有用的，比如粗糙度。

25. 有關(guān)性能的小技巧

雖然虛幻引擎相當(dāng)棒，但并不是每個(gè)電腦的性能都完全一樣的。如果你在引擎里遇到了性能問題，第一步可以做的就是找到編輯器工具欄里設(shè)置按鈕進(jìn)去后的 Engine Scalability Settings（引擎可擴(kuò)展性設(shè)置）。關(guān)掉一些選項(xiàng)會(huì)切實(shí)地在運(yùn)行時(shí)加速程序的運(yùn)行，比如關(guān)掉抗鋸齒功能。另外一個(gè)技巧是在全局大綱（World Outliner）里把大量的資產(chǎn)放進(jìn)文件夾里，接著關(guān)閉或打開它們的可見性來解決性能問題。（編譯：氬衛(wèi)）

本文由52VR開發(fā)網(wǎng)（52vr.com）整理編譯與修改，如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來源及明確回鏈，否則追究法律責(zé)任。
原文鏈接：https://www.52vr.com/article-2298-1.html