【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

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。

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。

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。

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。

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！

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。

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！

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！

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。

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。

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！

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。

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。

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）。

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！