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UE4 虚幻4教程 让移动平台也能享受UE4物理着色
2018-03-02 09:16:52   来源:网络    评论:0 点击:

UE4 虚幻4教程 让移动平台也能享受UE4物理着色本文是继我的演讲虚幻引擎4中的真实着色后的后续文章。此演讲解释了在虚幻引擎4中使用的着色模型。本文假设读者已经熟悉了课程备注。在演示后,我进行了一些小小的
UE4 虚幻4教程 让移动平台也能享受UE4物理着色

本文是继我的演讲虚幻引擎4中的真实着色后的后续文章。此演讲解释了在虚幻引擎4中使用的着色模型。本文假设读者已经熟悉了课程备注。

让移动平台也能享受UE4物理着色

在演示后,我进行了一些小小的变更。我删除了Disney的"hotness"对几何方面的修改。根据Eric Heitz的 最新成果,我可能会再次改进它,在阴影和蒙板间添加关联。但我没有在其中加入孔洞(Cavity)参数。我们曾想在演示前进行此项变更,但发现使用了可控非传导性高光反射率。因此我们转而使用Disney模型中定义的高光参数。

 

我特别想谈到的是这个着色模型是如何适用于移动平台的。如您需要查看虚幻引擎4的移动平台渲染器,请查阅GDC的这些幻灯片。关于其使用的示例,请查看禅技术演示,这是在iPad Air上以4xMSAA 1080p在30hz下运行的。您也可以查看 灵魂技术演示。

 

在一开始我们的主要目标是想使用和高端PC相同的内容创建工作流程。我们还想要支持对相同资源的渲染,这样当我们在移动设备上运行它时,所有内容都尽我们所能地类似于采用高端渲染器所产生的效果。这意味着要完成许多细节,比如将gamma值调整正确,但同时也意味着我们需要让着色器也以相同方式运作,这样材质能在PC,游戏机平台和移动设备上也以相同方式运行。要完成这个目标,我们支持在我谈话中解释过的相同材质模型。而底色(BaseColor)、金属色(Metallic)、高光(Specular)、粗糙度(Roughness)这些参数以完全同样的方式产生作用。

 

很明显,在移动设备上的运算能力要弱得多,所以我们不可能对每个光照都计算其BRDF(双向反射分布函数)。实际上,我们仅仅支持动态运算的单方向日光。对阴影进行预计算并将其作为贴图空间中带符号的距离场来存储。所有其它光照都被烘焙到光照贴图中。光照贴图使用类似HDR编码的SH定向表示来作为高端渲染器,但会根据不具有独立的、非关联的、alpha压缩的特点的PVRTC进行更高质量的压缩。类似于高端渲染器,预计算的高光使用预卷积的环境贴图。使用的是完全相同的预卷积,并且它们根据光照贴图进行类似的标准化和缩放。对于移动平台来说,每个像素仅提取一张环境贴图。

 

环境 BRDF

有趣的一点是我们如何计算环境BRDF,对于高端平台来说,它是使用Monte Carlo整合来进行预计算的,并存储于二维LUT中。对移动平台的硬件来说,依赖于贴图提取非常消耗系统资源,更糟的是,OpenGL ES2的8个采样器的限制造成了极大的使用限制。使用这个LUT来处理采样器是完全不行的。我转而基于Dimitar Lazarov的作品来作出了类似的解析版本。形式类似,但根据我们的着色模型和粗糙度参数进行了调整。函数列于下方:

[代码]:

01 <font size="3">half3 EnvBRDFApprox( half3 SpecularColor, half Roughness, half NoV )
02  
03 {
04  
05 const half4 c0 = { -1, -0.0275, -0.572, 0.022 };
06  
07 const half4 c1 = { 1, 0.0425, 1.04, -0.04 };
08  
09 half4 r = Roughness * c0 + c1;
10  
11 half a004 = min( r.x * r.x, exp2( -9.28 * NoV ) ) * r.x + r.y;
12  
13 half2 AB = half2( -1.04, 1.04 ) * a004 + r.zw;
14  
15 return SpecularColor * AB.x + AB.y;
16  
17 }</font>

 

 

这表示我们对基于光照的贴图具有较合理的Fresnel值和粗糙度。

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在高端平台上使用的ENVBRDF

 

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在移动平台上使用的ENVBRDF近似贴图

 

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