UE4高效制作产品级摄影棚渲染

Epic Games技术客户经理 纪大伟 |
2021年1月20日
此文档的目的是帮助汽车用户使用UE4汽车模板为基础来创建高质量的摄影棚风格渲染,用户可以导入自己的产品模型并按照本文介绍的方法和技术,根据自己的需求在模型,灯光,及渲染环境等方面进行调整以达到最终效果。

这是一个完全动态的光照渲染解决方案,教学所用场景来自于UE4自带汽车模板(汽车模型除外)用户可在全实时的环境下制作。

为什么选择摄影棚渲染而不是IBL渲染?

IBL渲染通常会从hdri图像中生成复杂的反射/颜色,受环境贴图影响很大,无法渲染出简洁清晰的照明/反射来呈现原始设计的颜色/形状,摄影棚渲染会在更简洁的环境中呈现出清晰的照明/反射,让观众注意力集中在产品本身,不会因HDRI图片的色彩或杂乱的背景而分散注意力,摄影棚渲染更适合呈现原始设计,也为画面增添更加简洁优雅的氛围。

本指南包括两部分,一,外饰渲染;二,内饰渲染。 我们将通过修改模板内的场景模型,创建照明,并共享一些技巧来逐步达到期望的渲染风格,效果如下图所示。
外饰渲染
内饰渲染

外饰渲染

大多数渲染都遵循一个理论,少即是多。 为了使摄影棚场景尽可能简单,我们并不需要导入包含大量多边形和纹理的复杂环境。 利用渲染过程中的实时灯光,反射,光线跟踪等元素帮助用户在实时环境中创建出吸引人的渲染效果。

从创建一个新的汽车项目模板开始,打开模板项目中的cinematic关卡,如下所示。 在对此关卡创建光照之前我们需要先从关卡上移除默认的汽车和注释。 建议在单独的关卡上创建补充灯光,通过关卡编辑器灵活的加载其他关卡的物体进行灯光的调整。
构建摄影棚环境
汽车模型导入后,需要对模板场景进行一些修改。 背板上的高光和反射会扰乱整体效果,可以隐藏或删除背景板来消除多余的反射。
同样,地板的材质需要通过提高粗糙度和Tile Scale使其达到适合场景需要的高光和反射效果。
灯光设置
1. 使用BP Light创建环境光照

首先,在项目设置中将自动曝光关闭并且在后期体积中将曝光方式更改为手动。
Studio Render 8
Studio Render 9
使用场景自带的2个BP Light为场景创建基础的环境照明和车身反射。BP Light所关联的天空光照定义了整个场景的环境照明。
Studio Render 10
因此,BP Lights会受天空光照影响,避免给BP Lights设置较高的Intensity,会导致环境光照过曝。
通过调整BP Light面板上的Intensity和Kelvin值来降低光照强度和更改色温,这种较暗的环境照明适合整体摄影棚渲染的氛围,可以清晰的看到汽车表面和玻璃上的平滑的反射。

2. 添加额外光源

按Alt+ 6进入光照模式,根据需要放置几盏灯光作为补充照明来照亮一些较暗区域,使用Rect Light作为Key Light,调整聚光源的投射角度来给局部较暗区域补充照明,点光源有助于展现车身设计的局部结构。 这三种类型的灯光与BP Light一起结合使用为场景照明,同时提供反射效果。
Studio Render 14
需要注意的是,给场景设置尽可能简洁的照明方案是非常重要的一点,确保添加的每盏灯光都设置为“可移动”,并且在给场景添加新的灯光之前,调整已有灯光的位置,亮度,角度,大小尽可能达到或接近期望的照明和反射效果。
Studio Render 15
Rect Light可提供物理正确的照明效果,以及表现汽车的侧面的反射效果,无论是在弯曲的或者有角度的表面上都很有效。

Rect Light的漫反射/高光会很大程度上影响整体的渲染效果,请勿在场景中放置过多大尺寸的Rect Light,以免使光照变平或扰乱车身的反射效果。仔细调整Rect Light的尺寸, 位置或方向,直到满意的效果。 要同时满足多个视角的效果并不容易,有时镜面反射效果不好,这实际上取决于视角,需要反复在多视角内调整局部的灯光的位置,大小和角度。

也可以尝试以下几种方法来改善反射效果:
  • 插入白黑渐变纹理以柔化表面上反射的光的边缘
  • 减少镜面反射参数,或当镜面反射看起来过于强烈时将Rect Light的高光设置为0 。
点光源可以帮助照亮某些局部的复杂结构,例如车灯,也可以用于将镜面反射添加到某些区域。 例如,在汽车前面放置一个点光源作为补光灯来照亮徽标的暗面。
聚光源有助于填充一些区域,例如进气道,车轮或放置在侧视图强调和勾勒出车身轮廓。 同样,聚光源可以为汽车模型投射出明确的地面阴影和侧面的高光,并使阴影边缘出现衰减。 通过柔化的聚光源锥角边缘可以使聚光灯的效果与现有照明很好地融合在一起。

内饰光照

外观光照泄露检查
检查外部照明效果尽可能避免对内部造成较大影响,尤其是中控和座椅区域。

关闭BP Light查看外部灯光是否影响内部,如果发现有类似情况,调整外部灯光的衰减或使用Light Channel断开灯光链接。
环境光照
由于车内空间比较狭小,过亮的环境光也会严重影响内饰的效果,所以这就是为什么开始就需要通过调低BP Light的亮度来降低天空光照的环境光照。这样一来,就可以创建比外饰光照具有更高对比度和更多细节的内部光照,还有一点就是需要开启天空光照的光线追踪阴影,给内饰光照增加柔和的阴影提高内饰的对比度。
添加外部光源
在挡风玻璃,天花板和侧窗上添加一些Rect Lights,调整大小并将其旋转到合适的位置,通过在细节面板里搜索“Sepcular”可以降低或消除特定灯光的反射效果。

添加点光源来强调某些区域的照明效果,例如方向盘,控制台,座椅。
内饰灯光关闭
内饰灯光开启
Light Channel
由于内饰空间比外饰结构狭小,结构更复杂,有时可能会在某些区域遇到多个灯光重复照射引起的光照过曝的问题,也可以使用Light Channel断开灯光链接方法来有效的控制。

光线追踪AO的优点是可以给内饰提供柔和的阴影,提高画面深度和体量感,提高逐像素采样来减少噪点。 调节后期体积或Cine Camera中的环境AO半径得到理想的AO效果。
全局光照(Global illumination)
这里并没有使用GI,GI的反弹光线会提亮内饰的整体光照,打破阴影与光照之间的平衡,在某些情况下,光线追踪GI也有一定可能性会在内饰渲染中产生色彩溢出的问题。
后期特效和最终渲染
选择所有光源并搜索“采样”,增加采样来提高渲染质量,也可以在后期体积中对反射和AO进行相同的操作。

总结:

以上是关于在UE4实时高效的创建高质量汽车内外饰摄影棚的全部内容。 通过使用实时光线追踪技术,用户可以调整BP Lights作为环境照明/反射的基础,根据实际场景的需求给场景添加一定的补充光源,以一种完全实时,直观可控的方式,在整个过程中逐步呈现出高质量的摄影棚渲染效果, 无需花费数小时来创建脱机渲染。

除了产品模型,用户不需要任何外部资源,下载UE4导入产品模型来制作摄影棚渲染。 还等什么? 尽快把从这里学到的知识应用到自己的项目里吧。
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