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大家好，我是來自中國的Yan ru，熱衷于環(huán)境藝術(shù)與燈光藝術(shù)。在這篇文章中我將分享關(guān)于在虛幻引擎5.1中處理并完成這個實時環(huán)境的過程。

項目介紹

首先，我想簡短地介紹這個項目的內(nèi)容以及完成結(jié)果。這是一個宏偉的古典大廳場景，通過最大化程度的Nanite利用進(jìn)行設(shè)置，在Lumen及光線追蹤的設(shè)置下進(jìn)行照明。在這個關(guān)卡運行時，屏幕內(nèi)可以同時容納數(shù)億個三角面，場景內(nèi)有上百盞完全實時并且包括動態(tài)陰影的燈光。這是一次我對虛幻引擎5.1在高多邊形模型組成的場景中的表現(xiàn)進(jìn)行的測試，并由足夠表現(xiàn)高質(zhì)量畫面的項目及燈光設(shè)置來呈現(xiàn)最終結(jié)果，答案是相對令人滿意的。如果你感興趣，可以在我的Artstation內(nèi)容中下載它的運行文件。

項目參考

在項目開始之前，我在Pureref中添加了需要的參考。這些攝影圖片來自世界上著名的景點，例如凡爾賽宮與巴黎歌劇院。它們啟發(fā)了我對項目的構(gòu)圖、材質(zhì)的設(shè)置以及對燈光的布置。

模型規(guī)劃

場景中大部分模型由GoldSmooth在3ds Max中完成。在Max文件中約有16000個Object，首先我需要進(jìn)行分析及計劃，然后重新組合這些內(nèi)容，將他們合并成在虛幻引擎中可以重復(fù)調(diào)用繪制的實例對象。合并工作可以在DCC中進(jìn)行，也可以在虛幻引擎中進(jìn)行，我事先在3ds Max中完成了這部分工作。

我使用渦輪平滑將需要的內(nèi)容處理成高面數(shù)模型。經(jīng)過我的測試，即使打算在虛幻引擎5中組裝一個由高面數(shù)模型組成的Nanite場景，也需要注意限制單個模型的面數(shù)量。在虛幻引擎5中導(dǎo)入超過一千萬面的模型時，在有些時候仍然會出現(xiàn)崩潰的情況。所以我將單個模型面數(shù)限制在最高為數(shù)百萬數(shù)量。

虛幻引擎5.1中的Nanite

在5.1中新的Nanite中支持了雙面材質(zhì)，通常情況下它被使用在植物上，但是這個項目內(nèi)的部分模型也依賴雙面材質(zhì)，他們是由單面建模完成的，這使得我能更充分地設(shè)置它。

目前仍不被支持的一項常用材質(zhì)是半透明材質(zhì)，所以我將所有的玻璃物體單獨分離成網(wǎng)格，以便進(jìn)一步Nanite設(shè)置。

材質(zhì)部分

這個工程中大部分材質(zhì)來自Quixel Megascans，通過實例的參數(shù)設(shè)置就可以得到自己想要的材質(zhì)。

UV大多數(shù)是使用BOX映射而并非是展開的，這種方式非?？焖伲材艿玫讲诲e的結(jié)果。

照明

我為這個項目創(chuàng)建了日間和夜晚兩種照明。

在日間照明中，我想確立一個柔和的暖色調(diào)，所以我弱化了天空的環(huán)境照明，房間內(nèi)大部分范圍是由人工燈光照亮的。

我建議通過色溫來調(diào)整這類人工燈光的顏色，以免出現(xiàn)不正確的結(jié)果。我的設(shè)置基于現(xiàn)實中的參數(shù)進(jìn)行，在場景中我用到的范圍通常為3000-4500K之間。

接下來是夜晚照明的設(shè)置。我想實現(xiàn)房間內(nèi)呈現(xiàn)許多藍(lán)色月光的結(jié)果，在我進(jìn)行了許多嘗試后，我終于通過設(shè)置3個不同強度組合的定向光來完成了這個效果。

在這里我將色溫設(shè)置為7500K，結(jié)果為淡淡的藍(lán)色，我很喜歡它們投射到地面及白色的門上的感覺。

在使用多個定向光時，有一個需要注意的設(shè)置：前向著色優(yōu)先級。

你需要確定首要的燈光，并提高它的優(yōu)先級，以實現(xiàn)正確照明著色。在這個場景中這個選項主要會影響霧的結(jié)果。

通過增加燈光的體積散射強度可以強化丁達(dá)爾效應(yīng)，有時候這只是藝術(shù)化的設(shè)置。我在這里強化了窗邊的月光體積散射強度，事實上在真實的夜晚，基于物理并不會出現(xiàn)這樣的情況。

在進(jìn)行燈光設(shè)置的過程中，視圖中過多的紋理有時會影響工作，所以我會經(jīng)常切換到細(xì)節(jié)光照模式查看，它能很好地幫助你檢查燈光的顏色以及場景的明暗關(guān)系。

實時渲染設(shè)置

硬件光線追蹤是一項非常高消耗的額外設(shè)置。即使考慮到我需要制作一個可運行程序，我還是使用了這個渲染方式，它非常大限度地提高了場景的質(zhì)量。對于反射區(qū)域很多的小環(huán)境，這個設(shè)置是必要的。

關(guān)于反射的方案，屏幕空間反射在單個鏡頭內(nèi)的表現(xiàn)是足夠使用的，并且能大量提高性能，在這里能提升大約10-15FPS。但是作為可運行的環(huán)境，它仍然有很多瑕疵（在動態(tài)切換的鏡頭下），所以我仍然使用硬件光線追蹤的反射。

最終

我為項目內(nèi)容添加了碰撞，以及一些基本的UI藍(lán)圖及關(guān)卡切換控制藍(lán)圖，然后加入了虛幻引擎官方的第一人稱和第三人稱角色。現(xiàn)在，這個關(guān)卡能夠被運行了，對我來說這是令人興奮的結(jié)果。

不足的是，由于光線追蹤的設(shè)置，它的幀率表現(xiàn)并不是很好，在1080P下只有RTX4090能達(dá)到60FPS以上，在4K下RTX4090以30FPS運行。

如果繼續(xù)花費時間進(jìn)行優(yōu)化，我想它的表現(xiàn)會更好，在之后的工作中，我會在這方面進(jìn)行更多嘗試。

在最后我想說的是，虛幻引擎是一個優(yōu)秀的工具。你或許需要花費很多時間去了解它，但這些時間永遠(yuǎn)不會被浪費，它會回饋給你想要的、甚至出乎意料的結(jié)果。

文章到這里便結(jié)束了，希望能夠?qū)δ阌袔椭?，感謝你的觀看。