在大型的3D項(xiàng)目中都會(huì)考慮使用霧效調(diào)節(jié)畫面色調(diào)、增強(qiáng)游戲縱深感，霧效又可細(xì)分為：

按衰減方式分為：

• Linear-線性霧
  

• Exponetial-指數(shù)霧
  

• Exponetial?Squared-指數(shù)平方霧

按距離可分為

• Depth-based Fog-深度霧

• Height-based Fog?高度霧

深度霧：

場(chǎng)景越深的地方也就是離攝像機(jī)越遠(yuǎn)的地方越濃，這里的霧深（Depth of fog=distance（cameraPos，PixelPos））在世界坐標(biāo)中的距離來控制，我們通過霧Depth?of Fog?-->fogfactor霧效因子-->然后通過霧效因子對(duì)原來的場(chǎng)景顏色和霧的顏色進(jìn)行混合就可以實(shí)現(xiàn)霧效【霧效因子計(jì)算公式有很多】有了公式

我們需要知道攝像機(jī)和像素在世界空間的距離Distance（Camerawpos，pixelwpos）我們就需要知道攝像機(jī)世界坐標(biāo)和像素世界坐標(biāo)，重建像素世界坐標(biāo)需要深度圖

后處理霧效：不受場(chǎng)景化復(fù)雜度影響

【https://www.bilibili.com/video/BV11k4y1h7D4?t=84.0】

#游戲中霧原理

霧效(fog)是游戲中常用的一種效果，根據(jù)遠(yuǎn)近產(chǎn)生不同的深度的霧效果。

這個(gè)效果涉及兩個(gè)關(guān)鍵字

• 距離

• 顏色

在著色器中，霧效的距離，一般轉(zhuǎn)成換計(jì)算霧效因素(factor_fog)，這個(gè)數(shù)字范圍是0-1

• 1?表示完全不受霧影響

• 0?表示完全被霧籠罩

接著再根據(jù)這個(gè)霧效因素去計(jì)算顏色，混合當(dāng)前顏色color和霧factor_fog的顏色即可。

霧被引入為在圖像中提供距離提示的視覺元素。事實(shí)上，霧可以快速幫助我們了解物體的距離和規(guī)模，以及世界本身

【沒有霧，就不容易分辨地形的規(guī)?！?/span>

【有了霧，我們就能立即了解地形的大小】

但是我們應(yīng)該注意到，霧也可以提供更多的信息。例如，霧的顏色可以告訴我們太陽(yáng)的強(qiáng)度。

效果可以做得更復(fù)雜。例如，太陽(yáng)和視圖矢量之間的點(diǎn)積的指數(shù)（當(dāng)然它控制了方向顏色梯度的影響）也可以隨距離變化。通過正確的設(shè)置，可以偽造發(fā)光/綻放和其他光散射效果，而無(wú)需實(shí)際執(zhí)行任何多通道或渲染紋理，而是對(duì)霧方程進(jìn)行簡(jiǎn)單更改。顏色也可以隨著高度或您可能想到的任何其他參數(shù)而變化

【請(qǐng)注意，在太陽(yáng)附近的背景山脈中，霧是如何將顏色染成黃色的】

【Final image (Elevated, 2009)】

該技術(shù)的另一個(gè)變體是將常用的 mix() 命令分為兩部分，即替換

finalColor?= mix( pixelColor, fogColor, exp(-distance*b) );

和

finalColor?= pixelColor*(1.0-exp(-distance*b)) + fogColor*exp(-distance*b);

現(xiàn)在，根據(jù)經(jīng)典的 CG 大氣散射論文，第一項(xiàng)可以解釋為由散射或“消光”引起的光的吸收，第二項(xiàng)可以解釋為“內(nèi)散射”。我們注意到這種表示霧的方法更強(qiáng)大，因?yàn)楝F(xiàn)在我們可以選擇參數(shù) b 的獨(dú)立下降來表示消光和散射。此外，我們可以有不是一個(gè)或兩個(gè)，而是多達(dá)六個(gè)不同的系數(shù)-三個(gè)為消光顏色的 rgb 通道和三個(gè)為散射的 rgb 顏色版本

vec3extColor=vec3(exp(-distance*be.x),exp(-distance*be.y)exp(-istance*be.z) );
vec3insColor=vec3( exp(-distance*bi.x), exp(-distance*bi.y) exp(-distance*bi.z) );
finalColor?= pixelColor*(1.0-extColor) + fogColor*insColor;

這種做霧的方式，結(jié)合太陽(yáng)方向的著色和其他技巧，可以給你一個(gè)非常強(qiáng)大和簡(jiǎn)單的霧系統(tǒng)，但非常緊湊和快速。它也很直觀，你不必處理Mie和Rayleight光譜常數(shù)之類的大量物理、數(shù)學(xué)和魔術(shù)常數(shù)。簡(jiǎn)單可控就是勝利

【https://iquilezles.org/articles/fog/】

高度霧基于時(shí)段的變化

①日出日落

高度霧的形成通常與日出和日落時(shí)間有關(guān)。在日出前后和日落前后，由于氣溫的變化和空氣濕度的增加，大氣中的水汽更容易凝結(jié)成云霧。這是因?yàn)橐归g地表的輻射冷卻使得地表溫度下降，空氣接觸到冷卻的地表后容易達(dá)到飽和狀態(tài)，從而形成霧

②季節(jié)性

另外，高度霧的形成也受到季節(jié)的影響。在冬季，由于氣溫較低，空氣中的水汽更容易凝結(jié)成云霧，導(dǎo)致高度霧出現(xiàn)的可能性較大。而在夏季，氣溫升高，相對(duì)濕度降低，高度霧的形成相對(duì)較少

總結(jié)：一般在日出前和日落后形成，日出后隨溫度升高逐漸消散

&：在虛幻引擎中可以通過密度控制

高度霧基于海拔的變化

①海拔高度

高度霧的形成與海拔高度密切相關(guān)。隨著海拔的增加，大氣的壓力和溫度通常會(huì)下降，這對(duì)高度霧的形成產(chǎn)生影響，在較低海拔地區(qū)，空氣通常比較潮濕，當(dāng)空氣中的濕度達(dá)到飽和點(diǎn)時(shí)，水汽會(huì)凝結(jié)成霧。因此，相對(duì)濕度較高的低海拔地區(qū)，高度霧的出現(xiàn)可能較為常見。

然而，隨著海拔的升高，氣溫降低，空氣中的相對(duì)濕度也會(huì)下降。這意味著在高海拔地區(qū)，形成高度霧所需的濕度條件更加苛刻。通常情況下，高海拔地區(qū)的空氣更加干燥，高度霧的出現(xiàn)頻率相對(duì)較低

另外，地理環(huán)境的因素也對(duì)高度霧的形成有影響。例如，在山脈或山谷等地形復(fù)雜的地區(qū)，空氣可能會(huì)受地形影響而上升或下降，從而導(dǎo)致濕空氣在較高海拔處凝結(jié)成霧。

需要注意的是，高度霧的形成不僅僅取決于海拔高度，還受到其他氣象條件的影響，如氣溫、濕度、風(fēng)向等。因此，在特定地區(qū)的特定海拔上是否出現(xiàn)高度霧還需要綜合考慮多種因素。

②地理位置

此外，地理位置和地形也會(huì)影響高度霧的形成和變化。在山區(qū)或海洋附近的地區(qū)，由于地形的影響，濕空氣更容易升至較高的海拔或山脈上，遇冷凝結(jié)成霧。這種情況下，高度霧可能更為常見

總結(jié)：低海拔、濕度大容易形成霧

可以通過：霧高度衰減來模擬該變化

#【UE5中的霧】

指數(shù)高度霧?在地圖上較低位置處密度較大，而在較高位置處密度較小。其過渡十分平滑，隨著海拔升高，也不會(huì)出現(xiàn)明顯切換。指數(shù)高度霧提供兩個(gè)霧色，一個(gè)用于面朝主定向光源（如不存在，則為直上光源）的半球體，另一個(gè)用于相反方向的半球體。

指數(shù)高度霧Actor的位置將決定霧的高度。使用?霧高度衰減（Fog Height Falloff）?進(jìn)一步調(diào)整高度

性能

指數(shù)高度霧的渲染開銷與額外優(yōu)化的兩層固定密度高度霧相近；霧 開始距離 。開始距離用于在查看器前方人為保留無(wú)霧的定義區(qū)域。用于Z緩沖會(huì)剔除像素，因此該距離有助于維持性能

體積霧
體積霧（Volumetric Fog） 是指數(shù)高度霧組件的一個(gè)可選部分。體積霧（Volumetric Fog）將計(jì)算攝像機(jī)視錐體中每個(gè)點(diǎn)的參與介質(zhì)密度和照明，以支持不同的密度和影響霧的任意數(shù)量光源
在指數(shù)高度霧【細(xì)節(jié)】面板的體積霧類別下啟用體積霧，可對(duì)其進(jìn)行控制

◆體積霧的GPU開銷主要通過體積紋理分辨率控制，可在引擎可延展性的陰影級(jí)別中設(shè)置它。設(shè)置為 高（High） 時(shí)，體積霧在PlayStation 4上需要花費(fèi)1毫秒， 設(shè)置為 Epic 時(shí)在NVIDIA 970 GTX上需要花費(fèi)3毫秒（因?yàn)樾枰\(yùn)算的體素量是八倍之多）
01-使用體積（Volume） 域的粒子會(huì)導(dǎo)致GPU開銷顯著增高，具體取決于它們的3D過度繪制和指令數(shù)。使用控制臺(tái)命令 profilegpu 可查看此開銷

02-啟用了投射體積陰影（Cast Volumetric Shadow） 的點(diǎn)光源和聚光源的開銷約為不投射陰影的點(diǎn)光源和聚光源的開銷的三倍

體積霧目前不支持開始距離（Start Distance） 、 霧最大不透明度（Fog Max Opacity） 和霧截止距離（Fog Cutoff Distance） 。一般而言，它無(wú)法匹配指數(shù)高度霧，因?yàn)樗哂蟹俏锢硇袨?/span>

?官方文檔：指數(shù)高度霧、體積霧

https://docs.unrealengine.com/5.2/zh-CN/exponential-height-fog-in-unreal-engine/

https://docs.unrealengine.com/5.2/zh-CN/volumetric-fog-in-unreal-engine/

（案例學(xué)習(xí)工程文件）【后臺(tái)私信：UE5霧】