UE4開發(fā)的25個技巧:有關光照,紋理和渲染

來源：納金網(wǎng) | 責任編輯：傳說的落葉 | 發(fā)布時間： 2019-05-08 09:36 | 瀏覽量：

（52VR優(yōu)質(zhì)原創(chuàng)翻譯）

Epic的引擎真的能開發(fā)出相當棒的視覺效果。它的延遲渲染、自定義材質(zhì)和高級光照技術(shù)對整個引擎——和你的作品——都有著完美的驅(qū)動，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，我會分享一些個人每天都會用到的小秘訣和技巧，以幫助你們運用UE4為自己美妙的場景做好光照、材質(zhì)和渲染。

01. 往UE4里導入材質(zhì)

點擊幾下就能導入材質(zhì)

在內(nèi)容瀏覽器里點擊“導入”來實現(xiàn)。UE4支持很多材質(zhì)格式，從.tga和.png，到.psd和.jpg都可以。一個重要的點是注意確保標準地圖是以 TC Normalmap 壓縮的，以防止在引擎里出現(xiàn)視覺錯誤。同時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）

虛幻4的能力之高讓它在競爭中脫穎而出

Unreal其中一個讓人驚喜的點就是，當創(chuàng)建你自己的材料時你會發(fā)現(xiàn)有一大堆功能可以用。當你在為材質(zhì)添加多層黑白面罩比如粗糙度和穿透（transmission）時，你可以把每一個面罩藏進一幅材質(zhì)圖像的一個單一信道中、通過在你的材料中有區(qū)分地進入材質(zhì)的每一個信道從而節(jié)省內(nèi)存。

03. 基于物理特性的渲染

Unreal 4 引領著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值。學習如何準確地運用粗糙度面罩、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. 紋理復用

紋理復用有助于節(jié)省內(nèi)存

Unrea 4 材質(zhì)編輯器的另一個神奇的特點是其允許非常智能的紋理復用。它不僅節(jié)省內(nèi)存，還節(jié)省時間。有時候一個來自巖石反照率紋理（rock albedo texture）的紅色通道就能為一個粗糙紋理制作一個很棒的覆蓋圖。來自Photoshop的一個云渲染瓷磚紋理（tiling cloud render）有時能給磚塊帶來新的樣子，也能給一些水泥紋理帶來細節(jié)上的紋理。可能性是無限的。

05. 別制作不必要的紋理

減少紋理固然可以節(jié)省你的內(nèi)存

偶爾的我們會遇到一些材質(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，以達到一個簡單的浮動常數(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。

06. 創(chuàng)建一組核心材質(zhì)

大多數(shù)材質(zhì)可以通過把一小些基礎材質(zhì)實例化來制作

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

07. 通過材質(zhì)實例來迭代

這樣，就能從一個基礎材質(zhì)創(chuàng)造出范圍很廣的材質(zhì)“變種”

一份基礎材質(zhì)的實例化有一個巨大的特點就是它能夠?qū)梢詫崟r改變的值進行參數(shù)化。您可以使用這些改變來快速測試許多不同的值，而不用不得不重新編譯材質(zhì)。每當我獲得一份復雜的材質(zhì)時，我都會在一邊先制作一份材質(zhì)實例，用測試性的材料實例來確定更真實的基礎數(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

每個節(jié)點都可以有伴隨著基本的文本描述

對于復雜的材質(zhì)來說虛幻引擎4都準備了一些非常有用的管理工具來幫忙管理。選擇一組節(jié)點然后摁C鍵就能給節(jié)點們添加注解，注解們可以以組的形式移動，編寫代碼的時候也能帶有顏色。注解（和獨立的節(jié)點）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)功能可以做出重復動作

材質(zhì)功能可以視作與在節(jié)點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，但可以獨立地被執(zhí)行于用來簡化材質(zhì)。同時它們包括了獨自擁有的輸入組（set of inputs），這可以在需要執(zhí)行重復動作時作為一種節(jié)省時間的出色方式。

10. 植物材質(zhì)

植物陰影模型（Foliage Shading Models）讓植物制作更容易

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單。它被高度得到推薦，因為它支持次表面穿透（sub-surface transmission），大多數(shù)葉子場景得益于此。我同時推薦在場景中添加天空光照，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. 頂點顏色

頂點顏色對混合貼圖有不小用處

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

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

二級紋理提升材質(zhì)細節(jié)

因為我們可以自定義紋理UV平鋪率，所以我們完全可以通過加入二級紋理來提升材質(zhì)的細節(jié)表現(xiàn)。通常用到的是顏色貼圖（diffuse）或者法線貼圖（normal maps），在基礎材質(zhì)之上以更高的頻率鋪上去。細節(jié)上的顏色貼圖可以與多種技巧一起應用，比如疊加混合函數(shù)（Overlay Blend Function），細節(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材質(zhì)上。

13. 材質(zhì)的紋理混合

Epic擁有不少有用的材質(zhì)功能

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。這些功能對添加細節(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

4種不同的光照類型可以使用
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。而點光源的光向全方向擴散。聚光燈相似，但光線被約束在一個錐形的空間里。天空光則可以通過捕捉地圖中遠處的部分來添加環(huán)境光。這些光照類型還都支持自定義立方體貼圖（Cubemaps）。

15. 為場景添加環(huán)境霧氣

虛幻4為粒子特效提供了霧氣選項
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)境氛圍中實際散布的光線的定向照明角度和強度來創(chuàng)造霧氣效果。而具有函數(shù)性質(zhì)的HeightFog（直譯：高度霧氣）則提供帶有一點色彩控制能力、更為簡單的霧氣效果，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

“上帝射線”可以由多種方式制作而成
光軸或者說“上帝射線”是一個有力的工具，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。也可以利用幾何學以及巧妙的材質(zhì)來實現(xiàn)。Epic的藍圖模板項目里有一個很棒的模板講述了怎樣做到這樣的效果。

17. 高分辨率截屏

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

18. 顏色校正和顏色查找表

顏色查找表可以用于復雜顏色轉(zhuǎn)換
運用Post-process volumes（后處理卷，或后效體積），最終的渲染顏色可以基于設計師的喜好來調(diào)節(jié)和調(diào)整。雖然有一些基本設置可供選擇，比如對比度調(diào)節(jié)和顏色著色，但是可以使用顏色查找表進行自定義顏色校正。這些查找表用于復雜的顏色轉(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）

鏡頭炫光可以自定義創(chuàng)造自己想要的效果
圖像泛光和鏡頭炫光的后期處理現(xiàn)在在游戲和3D體驗中越來越流行了。在UE4中則可以用 post-process volumes 來實現(xiàn)和自定義調(diào)節(jié)。對泛光來說，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用，調(diào)節(jié)形狀和密度等等。

20. 打造景深

對于有植物存在的自然場景來說景深的創(chuàng)造是一個細微的過程。
虛幻4支持高斯景深和自定義形狀的散景景深。這兩個在 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)有助于模糊遠處物體前方的纖細物體，但反之亦然它有時也會幫倒忙——需注意在自然場景和其它相似的鏡頭中應用景深時應多加小心。

21. 有關自動曝光和眼睛適應行為

自動曝光功能模擬了真實生活中的眼睛適應行為
自動曝光控制是默認開啟的，其模擬了眼睛對光亮區(qū)域或黑暗區(qū)域的適應行為。這個效果是相當不錯的但會產(chǎn)生持續(xù)變化的視覺變量，很難保持變量一致。而對于曝光范圍的調(diào)節(jié)在 Post-process Volumes 的設置中則可以做到，同時也可以關閉，只需把最小光亮與最大光亮設置為相等即可。曝光偏差則可用于調(diào)整基本曝光設置。

22. 光源函數(shù)

光源函數(shù)可以創(chuàng)建自定義顏色樣式
在虛幻4的光照中有一個有趣的功能是對光源函數(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）設置為光源函數(shù)（Light Function）即可，可以用于平行光、點光源和聚光燈上。

23. 用復制黏貼節(jié)省時間

虛幻4可以在不同的關卡間自由復制黏貼
虛幻4有一個必須知道的完美技巧：在同一個項目里一個對象可以從一個關卡直接復制黏貼到另一個關卡。這時對象會在同一個位置以同樣的屬性出現(xiàn)。更佳絕妙的是從虛幻復制過來的任何東西都可以粘貼在文本文件里。而這個文本又可以復制黏貼到另外一個虛幻4的關卡里。

24. 視圖模式和緩沖可視化

在視圖模式間切換可以跟蹤關卡級別的材料輸入
知道你的圖像是由什么組成的對于在任何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中點擊視圖模式按扭，你會看到獨立的緩沖們。這對觀察關卡級的材料輸入是很有用的，比如粗糙度。

25. 有關性能的小技巧

關掉一些選項可以加速工作流程
雖然虛幻引擎相當棒，但并不是每個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置按鈕進去后的 Engine Scalability Settings（引擎可擴展性設置）。關掉一些選項會切實地在運行時加速程序的運行，比如關掉抗鋸齒功能。另外一個技巧是在全局大綱（World Outliner）里把大量的資產(chǎn)放進文件夾里，接著關閉或打開它們的可見性來解決性能問題。