UE4_照亮环境_光束light beam

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光束：模拟大气中散射的光线。利用定向光源模拟真实曙暮光效果或大气散射的阴影，即可生成光束。这些光线为场景添加深度和真实度。

一：一些参数介绍：

定向光源在其属性中拥有一个光束 Light Shaft 类目，

以下是这些属性的参考。


属性	描述
定向光源
Enable Light Shaft Occlusion	确定此光源是否对雾气和大气散射形成屏幕空间模糊遮挡。
Occlusion Mask Darkness	确定遮挡遮罩的颜色深度。数值 1 为无深色调。可使用大于 1 和小于 0 的数值，构成更为专业的效果。
Occlusion Depth Range	在此距离到摄像机之间的物体均会对光束构成遮挡。
Enable Light Shaft Bloom	确定是否渲染此光源的光束光晕。就定向光源而言，光源方向周围的颜色将呈放射性模糊，然后重新添加至场景中。
Bloom Scale	调整光晕的加色，使其更明显/不明显。
Bloom Threshold	场景颜色必须大于此阈值方可在光束中形成光晕。
Bloom Tint	与场景颜色一同构成光晕颜色。它为光束光晕效果着色。
Light Shaft Override Direction	可使光束来自光源实际方向以外的其他位置（必须在非零时使用，无需进行标准化）。

下面是编译器翻译：

遮挡法

遮挡法从屏幕上物体的深度创建遮罩，将其从光线中模糊掉，并将其用于雾气和大气的遮罩。它和现实生活中的光束类似 - 光束由雾气的阴影所生成。请注意：这也意味着光束的强弱度只能和雾气/大气相同。它用于游戏中，旨在获得更真实的效果。

太阳定向光源可稍微偏离屏幕并产生遮挡光束。然而与太阳之间的角度接近 90 度时，光束将逐渐淡出。

光晕法

光晕法将在世界空间中的光源周围捕捉场景颜色（包括半透明度和雾气散射），并从光源进行放射性模糊。此法并非对真实世界中发生的一切进行模拟，但可控性较高（不受雾气密度限制），视觉效果震撼。太阳周围存在突出的明亮区域（如明亮的云朵）时光晕法的使用效果最佳。明亮的太阳过小，因此将形成一定程度的锯齿，而模糊是一个图像空间操作。

GPU 消耗

这些效果（遮挡和光晕）存在单独的消耗，因此只启用必要的效果方为上策。使用 680GTX 显卡运行 1080p 画面时，遮挡为 .5ms，单个光源上的光晕为 .68ms。

二：一些实现方法：

1、使用几何体和材质的方法来创建

这种方法的GPU开销最低，但是得需要创建几何体和材质，但无法保证所有角度或情况下都拥有良好的效果，并且无法精确的模拟物理效果，这种技术最适合低端设备，例如手机。

2、使用光束：

这种方法会用到光束，光束的GPU开销更高，并且只能用于特定的定向光源，只能用于屏幕空间，意味着定向光源必须位于屏幕中，你才能看见光束，有两种方法可以生成光束：一种是使用泛光bloom让屏幕变亮来实现另一种是使用遮蔽让屏幕变暗来创建光束。可以同时使用2种方法，但这也会导致性能开销变大。

3、体积雾

体积雾的GPU开销更高，场景中的光源越多尤其是如果光源会生成体积阴影那么开销就越大。好处在于体积雾可以与点光源、聚光源、矩形光源、定向光源一起使用。它还能与定向光源的光照函数以及动态和静态阴影一起使用。你甚至还能使用粒子将雾效限制在特定场景区域内。体积雾的另外一个好处是它能精确模拟物理效果，并且支持半透明，但是无法准确表现ies描述文件。

三、操作步骤：

1、添加指数高度雾。

2、添加一个太阳光（平行光）。先使用第二种方法，找到细节面板-光束，同时启用光束泛光和光束遮挡。

一种方法是降低亮度，另一种是调整天空球材质。天空球这里使用hdr图片

我们可以控制图片的亮度。我们也可以使用光束下的泛光缩放bloom scale来调整亮度。

3、我们关闭光束的光束遮挡和光束泛光，来看看体积雾制作效果

我们需要使用定向光源的体积散射强度，它控制着光束的光照强度。

我们需要开启Atmosphere Fog Sunlight。

继续向下，定向光源会默认开启Cast Volumetric Shadows

选中指数高度雾，开启体积雾Volumetric fog

如果不改动默认设置，效果看起来并不明显，我们为了让效果明显我们把Volumetric Scattering Intensity改为30，效果如下：

回到指数高度雾，高度雾的密度可以有多种控制方式，首先雾密度可以控制，雾高度衰减也可以控制，雾Actor位置，这能控制雾气中最浓密位置的起始点，可以调坐标，雾高度衰减通常以此点为起点。

调整体积雾的各个选项，首先是Scattering Distribution，基于你观察光束的角度控制光束强度，此值为0.2时，甚至背对光源也能看见光束。

效果如图：

当把此值设为0.9，发现摄像机对着光源才能看清光束。记得设回0.3.

接着是反射率Albedo，反射率控制着粒子在大气中的反射程度，如果是雾、云团、迷雾或者其它由水分子构成的雾就需要尽量设为1，也就是白色，如果你降低这个值，你就能模拟出烟雾，雾霾以及其它并非由水分子构成的雾效，设为0.16，如下图：

还可以设置雾的颜色（改变反射率颜色），

改回白色，另一个参数为Emissive自发光，如果没有烘焙光线，可用于渲染全局光照，还能用来生成自带关照的雾效以及其它美术效果。

接着是消光比例，它基本上就是控制雾光束的强度，它的实际作用就是控制参与媒介遮挡光线的程度。如果增加这个值，看见光束更加不透明了。

降低此数值，可让光束更加透明，如下图：

此外还有View Distance可视距离，它能控制雾效会在距离摄像机多远的距离生成，距离越远，出现渲染瑕疵的可能性越大，谨慎使用。如果数值太低，你可能在背景中的体积雾发现一些瑕疵，如下图：

我们使用默认的6000.

静态光照散射Static Light Scattering 控制着烘焙光照在体积雾中的贡献，它的办法是使用一张体积光照贴图，体积光照贴图会在lightmass烘焙光照时生成，我们可以可视化体积光照贴图，显示-可视化-体积光照贴图。

最后一个参数，使用雾内散射颜色覆盖光源颜色Override Light Colors with Fog in Scattering Colors，如果启用它，我们就可以基于三种不同的设置来调整体积雾的颜色。

第一个是雾内散射颜色，第二个是内散射立方体纹理，最后是定向内散射颜色

使用内散射颜色调整效果如下：

四、总结

如果打开视口选项，点击统计数据，advanced，勾选GPU，在GPU中我们可以看见体积雾当前渲染时间。设置-引擎可延展性，我们更改阴影设置为high，但会有瑕疵，渲染时间更少。另外一种影响体积雾效能的是在体积雾中使用点光源和聚光源，拖入聚光灯到场景，修改亮度，加大体积散射强度，启用投射体积雾阴影，发现渲染时间边长。如果出现光束时，雾效不是特别多，你可以降低全局雾密度，然后增加光源的体积散射强度。以便在不增加雾浓度的情况下，加强光束亮度。体积雾与光束一起使用，打开光束遮蔽，调整下面参数值，他对体积雾的光束产生了影响。

要想了解体积雾：查看以下链接：