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在Unreal Engine 5(UE5)中,Lumen全局光照和反射系统代表了实时渲染技术的一大飞跃。Lumen的设计目标是提供全动态的全局光照和反射,能够实时模拟光线在场景中的反弹,这对于游戏开发和实时可视化领域来说是一个巨大的突破。本文将深入探讨Lumen的工作原理,以及如何在UE5中利用这一系统进行光照和反射的设置。 Lumen全局光照和反射系统是UE5中的一项突破性技术,它为实时渲染领域带来了前所未有的光照效果。通过理解Lumen的工作原理和掌握其在UE5中的使用方法,开发者和美术师可以创造出更加真实和动态的游戏世界和可视化场景。随着技术的不断进步,Lumen有望成为未来实时渲染项目的标配工具。
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在 Unreal Engine 5(UE5)中,Lumen 全局光照和反射系统代表了实时渲染技术的一大飞跃。
Lumen 的设计目标是提供全动态的全局光照和反射,能够实时模拟光线在场景中的反弹,这
对于游戏开发和实时可视化领域来说是一个巨大的突破。本文将深入探讨 Lumen 的工作原
理,以及如何在 UE5 中利用这一系统进行光照和反射的设置。
## Lumen 的工作原理
Lumen 的核心在于实时模拟全局光照,这包括直接光照和间接光照。直接光照是指从光源直
接到达物体的光线,而间接光照则是光线在场景中反弹后到达物体的光线。Lumen 通过以下
步骤实现这一目标:
1. **快速光线求交**:Lumen 使用有向距离场(SDF)作为加速结构,以实现高效的光线与
场景的求交操作。SDF 提供了一种连续的场表达方式,可以在任意位置得到相应的值,并且
可以利用其可微的性质进行各种几何处理。通过 SDF,Lumen 能够快速确定光线与场景的交
点,从而加速全局光照的计算过程 。
2. **光子注入与缓存**:Lumen 通过存储场景中的光照结果来计算最终的全局光照效果。这
涉及到将场景离散成面元,并计算每个面元的对外辐射能量。Lumen 使用表面缓存(Surface
Cache)来存储这些光照信息,这些信息会在每一帧中不断更新和复用,从而实现无限次反
弹的间接光照效果 。
3. **光照探针与着色**:在完成 Surface Cache 的建立之后,Lumen 使用光照探针来存储场
景各个位置的光场信息。这些探针会在着色时提供必要的光照信息,从而减少逐像素光线采
样的计算和通信开销。Lumen 在屏幕空间和世界空间中都布置了探针,以实现动态和静态场
景的光照效果 。
## 在 UE5 中使用 Lumen
在 UE5 中使用 Lumen 进行光照和反射的设置,涉及到以下几个关键步骤:
1. **启用 Lumen**:在 UE5 的项目设置中,你可以轻松地启用 Lumen 系统。这通常涉及到
选择 Lumen 作为你的光照方案,并确保你的项目设置与之兼容。
2. **设置光源**:在 Lumen 中,光源的设置直接影响全局光照的效果。你可以设置光源的
类型、位置、强度和颜色等属性,以及是否使用阴影等。
3. **配置材质**:Lumen 要求材质能够正确地响应光照。在 UE5 中,你可以使用内置的材
质编辑器来配置材质的反射和折射属性,以确保它们能够与 Lumen 系统协同工作。
4. **优化性能**:由于 Lumen 的计算成本较高,你可能需要对项目进行性能优化。这包括
合理设置 LOD(细节层次距离)、使用 instancing 来减少重复对象的渲染成本,以及利用 UE5
的其他优化工具。
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