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在虛幻引擎 4 中試驗照明

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https://80.lv/articles/experimenting-with-lighting-in-unreal-engine-4/

Interviewed by Arti Sergeev

Eugenia Lysa 分享了最新照明研究的詳細分類,並向我們展示瞭如何設置各種照明場景。

介紹

嗨,大家好!我叫 Eugenia Lysa,是一名環境藝術家。我之前曾在 Cold Symmetry Studio 工作過他們的 Mortal Shell 遊戲,目前擔任 Wargaming 的環境美術師。

不久前,我參加了一場藝術比賽后進入了環境藝術。那時我已經是環境的概念藝術家,曾經決定參加比賽(Vaati Vidya 的“想像黑暗之魂的看不見的土地”),在那裡我們必須為著名的“黑暗之魂”系列創造環境。當我開始設計環境時,我明白通過實際遊戲空間展示我的作品比概念藝術和靜態鏡頭更有趣。這促使我學習了虛幻引擎,一旦我打開並移動了關卡中的幾個資產,我就明白這是我喜歡的,也是我想要進一步研究的。

製作環境需要大量的藝術和技術方面的跨學科知識。到目前為止,我一直專注於講故事、3D、關卡藝術和技術規範,以了解如何使用著色器,最近開始學習照明 – 哦,天哪,這是一個充滿挑戰的全新令人興奮的世界。

在我的個人項目中進行了近半年的光照自學培訓後,我決定進入Smirnov 學校Lighting in Unreal Engine 課程,從 Vyacheslav Bushuev 那裡得到一些指導,因為他的環境光照非常好,而且很到位。

所以這裡是我最近的作品 The Village 的一個小分類。

設置項目

任務是為我們個人的 UE4 戶外場景之一打光:找到照明參考,並在動態照明的幫助下根據這些參考練習白天、黃昏、夜晚和有霧的照明場景。

我們沒有那麼多時間來完成這項任務,所以我決定用一個村莊創建一個小場景並使用免費的 Quixel 資源來節省一些時間。這個小村莊是一個很好的折衷方案,它既不太複雜也不太長而無法建造,但同時對照明研究很有用。住在經典的“村莊”屬性上非常有趣!我決定使用房屋、柵欄、森林和山脈作為構成構圖的關鍵元素,然後添加其他實體來增強照明的氛圍:教堂、稻草人、麥田、成堆的原木、烏鴉等。

首先,我製作了一個簡單的灰盒環境來四處跑動,看看該佈局是否適用於第三人稱遊戲,並嘗試使用最佳相機位置進行靜態拍攝。 

在這個階段,我已經設置了第一個用於照明的實體。首先,我添加了定向光,調低了強度值,並打開了大氣太陽光選項,這樣太陽就會與大氣相互作用並在天空中生成一個圓盤。然後我添加了天空光、指數高度霧和大氣霧。我沒有改變它們的任何值,因為我想要一種清晰的畫布來創建我的照明。

這個階段的最後一個是添加後期處理體積——選中無限範圍複選框並立即添加曝光值——鎖定最小和最大亮度。在這個階段我沒有添加任何天空盒,因為此時這是非常不必要的。在這一點上,我還在項目設置中打開了網格距離場生成,並為未來添加了球體反射捕獲。

雖然這個階段的遮擋很粗糙,但我對總體構圖很滿意,因為我知道我的靜止鏡頭的焦點在哪裡,比例令人滿意,跑動的空間也還可以。

之後,我創建了景觀,雕刻了它,並添加了樹葉。我在這裡使用的景觀材料是一個歷史悠久的弗蘭肯斯坦。我將 YouTube 教程、Reddit 線程中的不同節點和材質函數以及從Brushify – 虛幻引擎關卡設計和環境工具包中獲得的紋理和靜態網格物體(用於景觀草類型)組合起來。我還使用了同一個套件中的距離網格,並將它們放置在景觀之上,以獲得那種山區氛圍。 

然後我通過將 Quixel Medieval 套件和其他 Megascans 網格中的不同資產組合在一起,進行了快速設置。我還添加了 Cine Camera Actor 並定義了用於捕捉靜態鏡頭的攝像機位置。

最後,我得到了這個通用的村莊結果,我將其用作該項目的主要核心,我將進一步照明和裝飾。

創建照明的第一步是找到參考。我什至沒想到這會是一個挑戰(尤其是日落)——谷歌上的大部分照片都經過大量編輯,以至於你得到了一個極其不切實際的日落和日光版本。

這就是你在谷歌中輸入“sunset”時得到的結果——一切都過飽和並且與它有太多的對比:

日間情景

第一天的場景是在一個好村子裡度過了美好而平靜的一天。這種情況實際上需要這些類型的“過飽和”引用。實際上,我與他們一起添加了一個簡短的清單,列出了我需要添加以增強感覺的內容:

這對我來說是一個非常有趣的挑戰,因為我所做的大多數環境都是陰暗和非常黑暗的。這就是我選擇它作為照明場景之一的原因。

另一個有趣的場景是黑暗模式和非常有霧的模式:

最後一個場景——雨前的暴風雨天空——這一切都是關於戲劇性的,明亮的風景和黑暗的天空形成強烈的對比:

首先要做的事 – 設置敷料並平衡基色值。我在明亮的白天版本中添加了一些鮮花和更飽和的草材料、石頭、地面磚和一些其他資產,並在其他兩個版本中添加了更多乾草和“破舊”資產,並確保每個場景都有一些東西這增加了它的氣氛:

如您所見,反照率值到處都是,我們需要解決這個問題。在 Unlit View 模式下,我將所有太亮或對比度太大的紋理都弄平了:

我從上面提到的帶有通用照明的基本級別開始。我添加的第一件事是帶有 HDRI 的天空盒_一個簡單的 BP_Sky_Simple。我在前兩個場景中使用了相同的 HDRI 和更柔和的雲彩,另一個場景使用了更生動的積雨雲——暴風雨前的那個場景。

我試圖找到已經足夠暗或足夠亮的 HDRI。當然,我們可以通過調整藍圖值在這里和那裡調整一些亮度和對比度,但結果會比我們調整紋理本身要差一些。

這些是我用於 Bright Day 天空球體的設置。如您所見——只需稍微調整對比度並旋轉球體,使 HDRI 上的太陽與太陽相匹配:

然後我對定向光做了幾件事——將太陽強度設置為 2 勒克斯,將溫度設置為 ~5100 開爾文。我不喜歡調整燈光顏色,除非真的有必要並且喜歡更多地使用溫度系統,因為它非常準確:

之後,我為 DistanceField Shadow Distance 設置了正確的值並調高了 Contact Shadow Length 參數——在我的例子中,它對圖片產生了巨大的影響。

我繼續研究渲染——尤其是指數高度霧。對于晴天場景,我只是稍微調整了一些值,使整個畫面與天空相匹配。

對於霧天,我縮放了 Fog Density 參數並在光譜中保留了 Fog Inscattering Color,而對於暴風雨的照明,我將 Fog Inscattering Color 設置得更暗。看看這個參數可以產生多大的不同:

在設置我滿意的值、重建反射捕獲和場景重新捕獲(在天窗面板中)後,我繼續對體積進行後期處理。主要目標是嘗試使用盡可能少的後期處理體積調整來構建照明,以便此處的更改量非常小。

Post Process Volume 中已更改的所有值如下:

黃昏場景

對於 Dusk 場景,我使用了相同的管道。首先——參考文獻搜索。我從《最後生還者》和《生化危機 VIII》中獲取了一些參考資料,其中一些來自 Photobash,它們確實有很多照片可供選擇,不僅用於啞光繪畫,還用於照明。 

然後 – 檢查基色值,使它們不會太亮或與它們形成太多對比。

與日光研究不同的主要事情是對定向光本身的更細緻的工作——找到“正確的日落顏色”具有挑戰性,需要一些時間,但最終結果很好。以下是我使用的定向光設置:

接下來 – 額外的套裝!我用這個玩得很開心——用木板組裝一座古老的教堂,放一塊麥田,稻草人增加了氣氛,玩起來很有趣:

在這個階段,我還在房子後面添加了幾張簡單的霧卡,使其更加突出:

使用黃昏照明,我還調整了 Light Shaft Bloom 和一些 Light Shaft Occlusion,因為這種類型的照明是戲劇性的,我希望光束更加明顯:

最後但並非最不重要的 – 幾個後期處理量調整。正如我所說,在這項研究中,我的目標是使用盡可能少的後期處理體積更改,因此唯一更改的是小插曲、光暈參數和一些較小的顏色分級更改。

霧景

首先要做的事情是參考搜索並找出可以做些什麼來增強這種陰鬱的情緒。

一開始,我開始用泥土和樹葉來描繪風景——用乾燥的樹木代替普通的樹木,並在整個場景中添加更多類型的干燥植被,以確保這個地方在某種程度上看起來更加陰鬱和不那麼整潔。

和烏鴉——一個陰暗的地方相當重要的屬性。我在柵欄和乾樹上放置了很多它們,不僅是為了剪影,也是為了讓玩家有一種感覺,當你漫步在這個陰暗的地方時,他們都在看著你。 

在我對植物群和動物群感到滿意後,我繼續照明。

像往常一樣——首先我仔細檢查了我的基色值是否不太亮。然後我處理了定向光和天光——將“太陽”的值設置為 0.5 勒克斯,並稍微增加天光的強度比例值:

對於 SkyBox,我使用了具有高對比度雲的 HDRI,這樣我們就可以在這里和那裡的霧中成為它們的一部分。

然後我通過了指數高度霧編輯——增加霧密度,使霧內散射顏色更暗,並染上一點綠色,阿爾法值較低: 

然後我更改了 Directional Inscattering 值以確保即使霧非常濃,我們仍然可以看到 Directional Inscattering 錐體。我還嘗試通過打開和關閉體積霧並嘗試使用值來玩弄它,但最終,我決定嘗試在沒有它的情況下實現所需的結果。

最後但並非最不重要的 – 霧卡!我添加了一些簡單的霧卡,其中的材質帶有輕微的相機深度淡入淡出,這樣一些霧會隨著我們接近它而消失。應該明智地使用霧卡,因為這種透明度會導致一些性能問題,但對於這個項目,我允許自己在這里和那裡放置一對。看看這個技巧對場景有多大的影響:

接下來,我通過使用更好的貼合紋理對天空球體進行了一些調整,然後繼續進行後期處理體積更改 – 一如既往地不會太劇烈 – 將綻放和暈影設置恢復為默認值,並進行一些調整以降低飽和度圖片有點多:

夜間場景

一如既往——先參考。這次我不僅專注於現實世界的照片,而且更多地關注 Last of Us、Uncharted 等遊戲中的夜間照明,因為我想學習如何讓夜晚變得可識別但仍可玩。 

在之前的案例中,我使用 Quixel 資產根據我的“額外增強”列表來裝飾夜景。首先,我想添加一些通用燈作為主光口音,但後來我認為在村莊中心生火併在外圍放幾個手電筒會是一個更有趣的解決方案。我使用了 Quixel 的火焰粒子系統,在編輯器中稍微調整了它們,調整了火花和發射器以匹配火焰類型,將它們放置在場景周圍,並添加了一些聚光燈來照亮地面。在大多數情況下,我嘗試關閉“Cast Shadows”勾選,但是對於大火周圍的一個聚光燈,我將其打開以從燃燒的稻草人那裡獲得這些涼爽的投射陰影: 

在這種情況下,我們有很多光源,因為我希望它們發出的光在光源周圍柔和地散射,所以我打開了體積霧並調整了一些燈光的體積散射強度。

之後,我將定向光的體積散射強度更改為 0.25,以減少打開體積霧後獲得的漂白效果。這是我的定向光設置最終看起來的樣子:

之後,我也對 SkyLight 進行了一些更改:

我沒有修改 Fog Density 值,而是使用 Fog Height Falloff、Fog Inscattering Color 和 Directional Inscattering 參數:

最後的潤色——在場景中添加一點泛光、漸暈和顏色分級:

挑戰

首要挑戰之一是找到合適的參考,具有逼真但看起來很酷的照明。除了挖掘大量照片之外,幫助我的是辨別幾個我信任的網站。我去的第一個地方是 Photobash。儘管這是一個眾所周知的照片 bash 材料的地方,但我發現他們照片上的燈光真的很棒。查找攝影大師的電影和圖畫書也是有效的。

另一個挑戰是在獲得可播放的燈光和在靜態鏡頭上看起來不錯的燈光之間取得平衡。有一種誘惑可以讓靜態鏡頭的一切都變得更加增強,但是當您按下播放按鈕時,您就會明白在這條細線上您需要停下來,否則您將獲得那些過度飽和的刺激性照片之一。

我還挖掘了許多 YouTube 頻道,從其他藝術家那裡學習了一些技巧和竅門。除了虛幻引擎官方頻道對我幫助很大的還有Polygon AcademyWilliam FaucherRyan ManningQuixel頻道。

獲得反饋也有很大幫助——聽到其他藝術家和同事的意見總是很棒——他們可能會注意到一些你甚至沒有註意的事情,這會讓你的學習過程更有成效。特別感謝 Vyacheslav Bushuev 和其他藝術家 Denys Nedosvintyi 的反饋!

結論

我仍然在學習虛幻引擎,尤其是動態光照,真的很高興嘗試 UE5 中的一些新光照以及烘焙光照實驗。 

如今,基本上學習 CG 行業所需的任何技能變得越來越容易——您所需要的只是努力工作和訪問互聯網的準備。

一些最好的軟件(如 Blender 或 Unreal Engine)是免費的,並在行業中廣泛使用;YouTube 課程是免費的,Reddit 建議和訪問各種 Discord 頻道也是免費的。甚至一些最好看的資產也是免費的(例如,Quixel 的資產在用於 UE 時是免費的)。

因此,如果您對是否嘗試使用虛幻引擎有任何疑問,那就去做吧!工作很辛苦,道路崎嶇不平,但你從可以實際建造你想像的世界中獲得的滿足感是巨大的。

Eugenia Lysa,3D 環境藝術家

Arti Sergeev進行的採訪 

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