Обзор Рендеринга в Unreal Engine 4

0
5
Обзор Рендеринга ue4

Система рендеринга в Unreal Engine 4 представляет собой совершенно новую систему DirectX 11, которая включает отложенное затенение, глобальное освещение, освещенную прозрачность и пост-обработку, а также моделирование частиц GPU с использованием векторных полей.

Отложенное Затенение

Весь свет применяется замедленно (отсроченно) в Unreal Engine 4, в отличие от пути прямого освещения, используемого в Unreal Engine 3. Материалы записывают свои атрибуты в GBuffers, а пути освещения читаются в свойствах пиксельных материалов и выполняют освещение с ними.

Пути Освещения

В UE4 есть три пути освещения:

  • Полностью динамичный – с Подвижным освещением
  • Частично статический – с Неподвижным освещением
  • Полностью статический – со Статическим освещением

Это инструменты с различными компромиссами между качеством, производительностью и изменчивостью в игре. Для каждой игры можно выбрать, какой путь наиболее подходит ее потребностям.

Освещенная Прозрачность

Прозрачность освещена и затенена одним путем впереди, чтобы гарантировать правильное смешивание с другой прозрачностью, что невозможно при использовании метода нескольких путей освещения.

Освещенная Прозрачность UE4Прозрачность может отбрасывать тени на непрозрачный мир, на себя и на другую освещенную полупрозрачность.

Прозрачность отбрасывает тень 1 UE4Прозрачность отбрасывает тень на себя (вид сбоку)

 

Прозрачность отбрасывает тень 2 UE4Прозрачность отбрасывает тень на себя (вид спереди)

 

Для получения дополнительной информации см. Освещенная Прозрачность.

Sub-Surface Shading – затенение под поверхностью

Материалы имеют новую модель затенения MLM_Subsurface, предназначенную для материалов, таких как воск или нефрит, которые кажутся непрозрачными, но освещение рассеивается внутри них. Это более низкое качество и дешевле, чем вы хотели бы использовать для рендеринга кожи.

 

затенение под поверхностью 1 UE4Материал Нефрит

 

 

затенение под поверхностью 2 UE4Материал Лед

 

Частицы GPU

UE4 поддерживает моделирование частиц GPU. Традиционные системы GPU позволяют тысячам частиц быть в кадре. Моделирование GPU позволяет эффективно и продуктивно имитировать сотни тысяч частиц.

Частицы GPU 500 UE4500Частицы GPU 20000 UE420000

Векторные Поля

Наиболее интересной особенностью частиц GPU, помимо их эффективности, является векторное поле. Векторное поле представляет собой однородную сетку векторов, которая влияет на движение частиц. Векторные поля помещаются в мир как Актеры и могут быть траслированы, повернуты и масштабированы, как и любой другой Актер. Они динамичны и могут быть перемещены в любое время.

Векторные Поля UE4Поле также может быть помещено в Cascade, ограничивая его влияние на эмиттер, с которым он связан. Когда частица входит в границы векторного поля, ее движение будет зависеть от нее, и когда частица покинет границы, влияние поля исчезнет.

Векторные Поля 1 UE4Эффекты Post Process – пост-обработки

Unreal Engine 4 обеспечивает несколько эффектов пост-обработки, позволяющих художникам и дизайнерам настраивать общий внешний вид сцены. Примеры элементов и эффектов включают цветение (эффект цветения HDR на ярких объектах), окклюзию окружающего пространства и отображение тонов.

Ambient Occlusion – Окружающая Окклюзия

Эффект Ambient Occlusion (Окружающая окклюзия) представляет собой реализацию SSAO (Screen Space Ambient Occlusion) и в настоящее время основан только на буфере глубины. Это означает, что детали карты нормали или группы сглаживания не повлияют на результаты. Очень низкополигональные меши могут казаться более угловатыми с включенным эффектом. В UE4 эффект применяется только к окружающей среде, которая в настоящее время означает только AmbientCubemap.

Ambient Cubemap – Окружающая кубическая карта

Эффект Ambient Cubemap применяет текстуру cubemap для освещения всей сцены. Этот эффект не зависит от положения, из которого освещается материал. Учитываются положение зрителя, резкость материала (для зеркальных эффектов) и нормаль поверхности материала – все. Это позволяет эффективно и качественно освещать окружающую среду.

Bloom – Цветение

Блум – это феномен реального мира, который может значительно увеличить воспринимаемый реализм визуализированного изображения при умеренной рентабельности рендеринга. Блум можно увидеть невооруженным глазом, глядя на очень яркие объекты, которые находятся на гораздо более темном фоне. Даже более яркие объекты также вызывают другие эффекты (полоски, вспышки объектива), но они не покрываются классическим эффектом блум. Поскольку наши дисплеи (например, TV, TFT, …) обычно не поддерживают HDR (высокий динамический диапазон), мы не можем реально отображать очень яркие объекты. Вместо этого мы моделируем эффекты, которые происходят в глазу (рассеяние подповерхностной сетчатки), когда свет попадает на пленку (рассеяние пленки под поверхностью) или перед камерой (фильтр тусклого стекла). Эффект не всегда может быть физически правильным, но он может помочь намекнуть на относительную яркость объектов или добавить реализм к изображению LDR (низкий динамический диапазон).

bloom ue4Bloom Dirt Mask

Эффект Bloom Dirt Mask использует текстуру, чтобы скрасить цвет в некоторых определенных областях экрана. Это можно использовать для создания внешнего вида камеры, более впечатляющего эффекта HDR или несовершенства камеры.

Eye Adaptation – Адаптация глаз

Eye Adaptation или Automatic Exposure, автоматически приводит к тому, что экспозиция сцены автоматически настраивается для воссоздания эффекта, наблюдаемого при изменении человеческого глаза при переходе от яркой среды в темную среду или наоборот.

Lens Flare – Блики от линз

Эффект Lens Flare – это метод, основанный на изображении, который автоматически создает блики при просмотре ярких объектов.

Эффект Lens Flare UE4Tone Mapping – Отображение тонов

Отображение тонов позволяет смещать или изменять цвета визуализированной сцены, чтобы изменить конечный результат. Это можно использовать для создания таких эффектов, как фильтр сепии, эффекты удара (т.е. Красная вспышка) и многое другое.

 

Эффект Tone Mapping выключен UE4Эффект Tone Mapping выключен

Эффект Tone Mapping включен UE4Эффект Tone Mapping включен

Vignette – Виньетка

Эффект Vignette уменьшает яркость воспроизводимой сцены, когда расстояние от центра Viewport увеличивается.Эффект vignette UE4