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【UE4实时光线追踪】舞厅场景:UE4中的主素材和光线追踪技巧分享

2020-04-29

by:Mike Gomez

迈克·戈麦斯(Mike Gomez)对他的逼真的UE4舞厅场景进行了细分,讨论了他在“主材料”和“照明”方法中的工作流程,并向其他艺术家分享了有用的建议。

舞厅场景:UE4中的主素材和光线追踪技巧分享-3dcat实时渲染云平台

参考文献

我想使用光线追踪在虚幻引擎4中创建一个现实的项目,并拥有我作为照明艺术家和环境艺术家所学到的所有新知识。 当我乘飞机去比利时旅行后回到加拿大时,这个想法突然浮现在脑海,有人在我面前观看“ Step Up”电影,即使从未看过整部电影,舞厅也给了我这个项目的想法。 经过一两个星期的思考,我开始制作有关舞厅和一些道具的参考资料夹。

参考资料-3dcat实时渲染云平台

造型

我首先在虚幻引擎4中使用多维数据集和虚幻引擎中的角色网格进行了拦截,以保持良好的比例。 然后,我列出了将在关卡设计中使用的道具列表,并按以下类别进行排序:

  • 基础网格物体如墙壁,屋顶,天花板,地面等,将使用可平铺的纹理和顶点油漆。
  • 将用于平铺纹理的道具。
  • 将被烘烤成地图集纹理的道具。

造型制作-3dcat实时渲染云平台

造型制作-3dcat实时渲染云平台

造型制作-3dcat实时渲染云平台

造型制作-3dcat实时渲染云平台

造型制作-3dcat实时渲染云平台

完成阻止后,我从虚幻引擎导出到Maya,并开始为所有道具建模。 即使我列出了清单,也无法考虑所有内容,因此我必须在此之后建模一些道具。然后,我以模块化的方式对所有基础网格进行建模,将它们导出到Unreal中以查看带有某些纹理的结果,还进行了一些测试以找到适合场景的阳光角度,倾斜度和心情。

舞厅场景渲染-3dcat实时渲染云平台

经过一段时间的制作之后,我对环境变得空虚无力感到不满意,因此我考虑添加新的背景和背景。在装修中,我将干净现代的房间改为肮脏而旧的房间。 因此,我为新道具建模并考虑图书馆中的现有包装,例如来自虚幻市场中Dekogon的建筑包装。 这些包使我可以专注于其余部分,并节省了大量的建模和纹理处理时间!

现有包装的利用-3dcat实时渲染云平台

纹理化

对于纹理化部分,我使用了许多Megascans纹理,因为Epic Games在启动该项目2或3天后购买了Quixel并将其免费。 我可以高分辨率测试Megascans纹理!太酷了! 但是,我无法在Quixel库中找到所有纹理,因此我查看了CG纹理网站以查找缺少的纹理。 对于所有烘焙的道具,我将它们分成3个2048个图集,我使用xNormal生成AO,曲率和法线贴图,然后使用Substance Painter对其进行纹理处理。

场景纹理化制作-3dcat实时渲染云平台

UE4中的工作流程

在虚幻引擎中,我现在在每个项目中都使用母版材料,它使我可以做很多事情,例如:

视差遮挡映射。 我有4个纹理集,其中1个是基础材料,其他3个是可以在通道R,G和B的顶点上绘制的。 通道A也允许在顶点绘制水坑。 下雨时我可以在水中加些涟漪。 我可以在基础反照率的每个实例上添加随机颜色。 我有反照率和法线贴图的细节纹理。

我添加了开关参数来激活/停用某些功能以优化材料!

UE4中的工作流程-3dcat实时渲染云平台

UE4中的工作流程-3dcat实时渲染云平台

灯光

在该项目开始时,我希望有不同的心情,所以我考虑了一天中的什么时间(白天,黎明,阴天和夜晚)。 我可以使用关卡系统和照明场景功能在所有情绪之间切换。 虚幻引擎中的关卡系统非常酷并且制作精良,它使我们能够拥有一个主关卡以及内部流式传输的许多子关卡,这使我们能够在一个子关卡中工作并且使主关卡仍然可见。 光照方案功能允许将所有光照贴图仅烘焙到一个级别中,例如,您可以具有同一级别的多个心情! 我已经在很长时间内以及某些项目中使用了此照明方案功能,即使是用于废弃项目或仍在生产中的项目!

舞厅场景中灯光设置-3dcat实时渲染云平台

我不希望只有一种照明,在照明艺术家的工作中,我们需要进行大量迭代,并且在大多数情况下,我们只保留一种照明。 对于我的个人项目,我喜欢摆出不同的心情,这改变了项目的愿景并创造了多样性。 将我的第一个资产投入虚幻引擎并构建整个场景之后,我便开始从事照明工作。在照明方面,我们通常从PBR值开始,因此我在库中搜索HDR天空,找到4种与我想要的天空相匹配的天空,然后将它们放入Unreal中进行校准。

四种不同的天空效果-3dcat实时渲染云平台

四种不同的天空效果-3dcat实时渲染云平台

四种不同的天空效果-3dcat实时渲染云平台

四种不同的天空效果-3dcat实时渲染云平台

当我完成天空校准并找到不同的良好太阳角度时,我对这个舞厅的不同心情有了一个好主意。 即使我们从PBR价值观开始,作为照明艺术家,我们也需要引导玩家并创造梦想的氛围,例如,白天时间通常很无聊,因此我们可以增强天空和阳光的色彩,以获得更好的效果! 因此,我修改了一些颜色值和强度以使心情更加鲜明。 当我烘烤太阳和周围的环境时,它们发挥了最大的作用,因此我只添加了小光源以添加更多的细节,颜色,光泽并避免了漆黑的区域。 大多数时候,墙上的小灯足以照亮海报和奖杯,但在夜晚和阴暗的心情下,我需要更多的灯,所以我打开天花板上的点,有一个反弹的灯池。在整个房间里! 在项目结束时,我发现我没有足够的空间独自跳舞,因此我开始制作带有2种不同照明的浴室。

不同灯光效果-3dcat实时渲染云平台

射线追踪

我已经在以前的一个项目中使用了光线跟踪,但是那只是一个很小的场景,对于这个项目,我只是认为在完整的环境中使用光线跟踪会很酷。 光线跟踪随虚幻引擎4.22一起提供,要激活它,我们需要进入项目设置,激活光线跟踪并将DirectX模式更改为DX12,此后,只需简单地重新启动项目,即可激活光线跟踪! 在4.24版本中,有一些新的项目开始设置,我们可以在创建项目时直接激活光线跟踪。 在虚幻的输出日志中,有很多选项可用,在材料的后处理器节点中,您需要正确设置所有用于光线跟踪的选项,因为使用2或3个选项很容易会损失很多性能!

射线追踪-3dcat实时渲染云平台

光线跟踪有很多功能,例如:

  • 整体照明
  • 反射
  • 环境光遮蔽
  • 透明度
  • 暗影
  • 甚至音频也可以具有光线跟踪!

显然,选择我们要进行光线追踪的实用程序很重要,我们不能同时激活所有功能,因为我们的图形卡还不够强大! 但是,您可以做出妥协,例如,如果您的科幻游戏中有很多金属反射,那么激活光线跟踪中的反射将非常有用且明智。再举一个例子,如果您在森林里玩游戏,反射的重要性不如GI,因此您可以在光线追踪中激活GI!

虚幻引擎实时渲染中仍然存在光线跟踪错误,但是在4.24中,许多功能都可以使用光线跟踪。该文档虚幻网站光线跟踪是非常完整的,您可以检查它! 对于我的项目,这只是我的作品集,因此我没有检查性能,而是激活了光线跟踪中的许多功能,例如AO,阴影和反射。

后期处理

对于项目的最后一部分,即后期制作,我添加了一个查找表(LUT),用于颜色分级,色差效果,渲染相机的景深,微妙的镜头光晕和灰尘镜头。

后期处理参数-3dcat实时渲染云平台

渲染效果-3dcat实时渲染云平台

我使用DaVinci Resolve为每种心情为LUT创建颜色分级。在工作中使用这种软件,我只是认为将其用于个人项目会很棒。 该软件非常有用且高效,因为它允许我们编辑图像和视频,创建颜色分级等。当然,Adobe Premiere可以完成所有工作,但DaVinci Resolve可以更好,更快,更精确地完成它,特别是对于颜色分级部分。 在软件的颜色分级部分中,由于有了节点,我们可以创建某种类型的层,并且每个节点都有自己的参数。 遮罩系统也可用于隔离我们要保留的部分,这取决于亮度,颜色和饱和度。 作为一个初学者,我创建一个由6个节点组成的简单设置,其中2行每行3个节点。第一行是亮度,第二行是颜色。 第一列是阴影,第二列是中间色调,最后一列是高光。 最后,我添加了2个节点进行最终调整,这样,如果需要,可以对饱和度和对比度进行总体控制。

阴影调整-3dcat实时渲染云平台

最后,我要做的最后一件事是为相机设置自动曝光,然后无论发生了什么,它都会按照预期的方式做出反应。 我们可以将关卡中的EV可视化,请转到“显示->可视化-> HDR(眼睛适应)。

自动曝光设置-3dcat实时渲染云平台

结论

最后,我无法告诉您我在这个项目上花了多少小时,是在Epic购买Quixel之前的几天开始的,而我每周都要花几个小时进行这项工作。

我明智的建议是,创建一个从A到Z的项目而又不失去动力并具有说服力的结果是:

  • 慢慢来!花些时间来制作自己的东西,并记住到目前为止所学的知识,不会再犯同样的错误。
  • 要求反馈!接受周围人的批评和建议。我没有说要做他们告诉您的所有事情,但是有时候最好能有一段距离来了解什么最适合我们的项目。
  • 别太雄心勃勃!当我们开始这个项目时,我们倾向于看到事情比我们能做的更大。因此,由于缺乏动力,我们很快就放弃了,尤其是当您是初中时。

在实践中,我会告诉您:

  • 请谨慎操作细节,讲故事总是有用的,这对您的项目是有益的。
  • 照明非常重要(我之所以不会这样说是因为我是一名照明艺术家),但是如果您的照明很烂,那么拥有世界上最好的环境将吸引整个场景。良好的照明效果会有很大的不同,并为您的场景带来“下一代”的外观。如果您不相信我,请去看看所有由简单的混凝土墙和令人惊叹的灯光构成的空旷环境。
  • 对天窗,阳光和灯光使用大量的PBR值可以使您的场景更加逼真(即使对于卡通项目)。您可以在之后修改一些值,但至少要从好的值开始。
  • 好的颜色是可以很好地匹配的颜色。Adobe网站对此非常有用,请看一看,它非常有用!