UnrealEngineNote

Game Project Directories

Deferred Shading 延迟着色

Lighting Paths 光照路径

Lit Translucency 带光照的半透明

Sub-Surface Shading 子表面渲染

GPU Particles GPU 粒子

• 矢量场
  

  矢量场是一个能对粒子运动产生统一影响的矢量网格。矢量场被作为 Actor 放置在世界中，而且可以像其他 Actor 一样被平移，旋转和缩放。并且它们是动态的，可以在任何时候被移动。
  矢量场也可以在 Cascade 内使用，这样可以将它的作用限制在相关的粒子发射器中。当粒子进入矢量场的边界时，粒子的运动会受矢量场影响。当粒子离开该边界时，矢量场对粒子的影响消失。
  

后期特效

• 环境遮挡
  
• 环境立方体贴图
  
• 光溢出（泛光）Bloom
  

  当裸眼看非常亮的物体并且它的背景比较暗时，会看到泛光现象。其产生的原因是，光在视网膜上或者在电影胶片上或者相机前面乳白色玻璃滤镜上的散射。
  

• 泛光遮罩 Bloom Dirt Mask
  
• 眼睛适应 Eye Adaptation(Automatic Exposure)
  

  控制场景曝光自动调节，来再现人眼在明亮和黑暗环境下切换时的效果。
  勾选 Project Settings/Rendering/Default Settings/Auto Exposure 选项来开启关闭该功能。
  

• 镜头光晕 Lens Flare
  
• 色调映射 Tone Mapping
  

  色调映射可以平移和修改被渲染场景的颜色，从而改变最终结果。
  

• Vignette
  

  随着距离视口中心越远，被渲染场景的亮度越低。
  

Blueprints and Render Targets

• Blueprint and Render Targets How To's
  
  • Creating Textures Using Blueprints and RenderTargets
    
  • Creating a Height Field Painter With Blueprints and RenderTargets
    
  • Creating a Fluid surface with Blueprints and RenderTargets
    
    • 通过偏移 UV 坐标，来偏移采样点。
      
    • 参考资料
      
      • https://www.cnblogs.com/zenny-chen/archive/2012/12/23/2830113.html
        

Essential Material Concepts

• Material Expression Nodes and Networks
  

  材质不是通过代码来创建的，而是在材质编辑器中用可视化脚本节点（被称为材质表达式）的网络来创建的。每个节点包含一段 HLSL 代码，来执行一个特殊的任务。创建材质其实就是通过可视化脚本来创建 HLSL 代码。
  

• Working with Colors and Numbers
  
• Textures
  

  贴图是材质的组件，而不是最终的结果。
  创建好贴图并将其导入 Unreal 编辑器后，就可以通过特殊的材质表达式节点（例如，Texture Sample 节点）将贴图引入材质中。
  

• Properties and Inputs
  
  • Material Properties
    https://docs.unrealengine.com/latest/INT/Engine/Rendering/Materials/MaterialProperties/index.html
    
  • Material Inputs
    https://docs.unrealengine.com/latest/INT/Engine/Rendering/Materials/MaterialInputs/index.html
    
• Applying Materials to Surface
  

  对于不同类型的表面，应用材质的方式有些许变化
  

  • Meshes
    
  • Brush Surfaces
    

Material Editor

Material Inputs

• Inputs and Material Settings
  

  对于每种类型的材质，并非所有的输入都是有用的。例如，在开发一个光照函数时（应用于光的材质）你只能在该材质上使用 Emissive Color 输入，因为其他的输入（例如，金属度，粗燥度）是不可应用的。
  下面是三类可控制的主要属性：
  

  • BlendMode 主要控制如何和后面的像素混合
    
  • Shading Model 主要定义如何计算应用该材质的表面的光照
    
  • Material Domain 主要控制材质的应用领域。例如，材质是否是表面的一部分，或者是一个光照函数，或者是一个后期处理材质。
    
• Base Color
  

  Base Color 定义材质的整体颜色。
  

• Metallic
  

  Metallic 定义表面像金属的程度。其取值范围为[0,1]，0 表示非金属，1 表示金属。当创建混合表面时，需要用到 0-1 之间的值，例如：腐蚀的金属、生锈的金属、有污垢的金属等。
  

• Specular
  

  大多数情况下，Specular 保持 0.5 默认值即可。
  Specular 取值范围为[0,1]，用于缩放非金属表面的高光总量。该输入参数对于金属表面无作用。
  

• Roughness
  

  Roughness 控制材质的粗燥度。粗燥的材质比光滑的材质分散反射光到跟多的方向。该参数影响反射是否模糊或者尖锐，高光点是否宽泛或集中。
  0 表示镜面反射，1 表示完全的漫反射
  

• Emissive Color
  

  Emissive Color 控制材质的哪些部分因为发射线而光亮。理论上该输入参数应该接收到一个遮罩贴图，除了发热的区域，其大部分为黑色。
  

• Opacity 不透明度
  

  当使用 Translucent Blend Mode 时，会使用 Opacity 输入参数。其取值范围为[0,1]，0 表示完全透明，1 表示完全不透明。
  

• Opacity Mask
  

  当使用 Masked Blend Mode 时，才可以使用 Opacity Mask 输入参数。在遮罩模式下，材质要么全部透明，要么完全不透明，没有中间情况。这对于定义复杂的固体表面非常有用，例如锁链围墙，线网等。不透明部分依然会执行光照。
  

• Normal
  

  Normal 输入参数，接受一张法线贴图，其为表面的每个像素提供了重要的物理细节。
  

• World Position Offset
  

  World Position Offset 允许在世界空间中，对网格的顶点进行操作。这对于物体移动、变形、旋转等其他效果非常有用。这对于环境动画非常有用。
  

  • Tips
    

    如果使用 World Position Offset 扩展物体超出它原始的边界，此时渲染器使用依然是它原始的边界。这就意味着剔除和阴影可能会出错。你应该设置网格的 Scale Bounds 属性来补偿这种错误，这样会增加绘制性能也会导致阴影错误。
    

• World Displacement & Tessellation Multiplier
  

  World Displacement 和 World Position Offset 很像，只是 World Displacement 使用 Tessellation 顶点而不是网格的基础顶点。将材质的 Tessellation 属性设置为非 None，才可以使用该输入。
  Tessellation Multiplier 控制表面细分曲面的总量。需要时，可以加入更多的细节。将材质的 Tessellation 属性设置为非 None，才可以使用该输入。
  

• Subsurface Color
  

  当 Shading Model 属性设置为 Subsurface 时，该输入参数才可用。该输入参数用来模拟光进入表面后，颜色的变化。例如，人类角色的皮肤有红色的子表面颜色，来模拟皮肤下的血液。
  

• Ambient Occlusion
  

  环境遮蔽用于模拟发生在表面缝隙处的自阴影。通常该输入参数和一张 AO 贴图映射相连。
  

• Refraction 折射
  

  Refraction 输入接收一张贴图或者一个值，来模拟表面的折射率。这对于玻璃、水等物质很有用，它们折射进入其中的光。
  

  物质类型	折射率
  空气	1.0
  水	1.33
  冰	1.31
  玻璃	1.52
  钻石	2.42

• Clear Coat (透明图层)
  

  Clear Coat 着色模型用于更好地模拟多层材质，这种材质表面有有一层很薄的透明层。此外，Clear Coat 着色模型既可以用于金属表面，也可用于非金属表面。事实上，这种着色模型专门用于模拟覆盖在无色金属上的二级平滑颜色的薄膜。
  Clear Coat 材质的例子包括丙烯酸或漆的透明图层，以及金属上的颜色薄膜如易拉罐或车漆。
  Clear Coat 着色模型在主材质节点上开启了两个新的输入参数。
  

  • Clear Coat
    透明图层的总量，0 表示标准的着色模型，1 表示完全的 Clear Coat 模型。
    
  • Clear Coat Roughness
    clear coat 层的粗糙度。当该值比较小时，准确度比较高。该值比较大时，准确度就比较低了。
    

Material Properties

• Physical Material
  

  属性	描述
  Plys Material	材质关联的物理材质。物理材质提供了一系列物理属性的定义，例如，碰撞时有多少能量保留等其他物理方面的属性。物理材质对于材质的可视性展示没有影响

• Material
  
  • Material Domain
    

    该属性指定材质将被如何使用。
    

    属性值	描述
    Surface	该设置定义材质将被用于物体表面。金属、塑料、皮肤、或其他物理表面。
    Deferred Decal	当制作贴花材质时，需要使用该设置
    Light Function	当创建一个和光照函数配合使用的材质时，使用该设置
    Post Process	制作后期效果材质时，使用该设置

  • Blend Mode
    

    混合模式指定当前材质的输出(Source color)和已经绘制好的背景内容(Destination Color)如何混合。
    

    属性值	描述
    BLEND_Opaque	FinalColor=SourceColor
    BLEND_Masked	当 OpacityMask>OpacityMaskClipValue 时，FinalColor=SourceColor,否则像素将被丢弃.该混合模式和光照兼容
    BLEND_Translucent	FinalColor=SourceColorOpaity+DestColor*(1-Opacity).该混合模式和动态光照不兼容。
    BLEND_Additive	FinalColor=SourceColor+DestColor.该混合模式和动态光照不兼容。
    BLEND_Modulate	FinalColor=SourceColor*DestColor.该混合模式和动态光照或雾不兼容，除非该材质为贴花材质。

  • Decal Blend Mode
    

    定义了贴花材质阶段，GBuffer 通道如何被修改。只有 MaterialDomain==MD_DeferredDecal 时可用。
    

  • Decal Response
    

    定义材质对 DBuffer 贴花如何作出反应（影响表现、性能以及贴图采样的使用）。在基本对象（例如静态网格）上可以禁用非 DBuffer 贴花。
    

  • Shading Model
    

    着色模型决定了材质输入如何被组合起来产生最终的颜色。
    

    属性值	描述
    Unlit	材质通过 Emissive 和 Opacity 输入来定义。它对光照没有反应。
    Default Lit	默认的光照模型。对于大多数固体来说非常完美
    Subsurface	用于次表面散射材质，例如蜡或冰。会激活次表面颜色输入
    Preintegrated Skin	用于类人皮肤材质。会激活次表面颜色输入
    Clear Coat	用于在表层有一层透明层的材质。例如车漆。会激活 ClearCoat 和 ClearCoatRoughness 输入
    Subsurface Profile	用于类人皮肤材质。需要使用 Subsurface Profile

  • Opacity Mask Clip Value
    

    OpacityMask 输入会引用该值来裁剪每个像素。
    

  • Two Sided
    

    在背面，法线将会反转，这意味着光照将会在正面和背面都进行计算。该选项通常用于树叶，用来防止多边形数目翻倍。双面在静态光照下不能正确工作，因为网格对于光照贴图映射依然只使用一套 UV。结果，双面材质对于静态光照时，在两面的渲染是相同的。
    

  • Tangent Space Normal
    

    切线空间法线是从物体表面计算得来的。世界空间法线使用世界坐标系统来计算像素角度。
    从可视效果上来看，切空间法线主要是蓝色，世界空间法线更多是彩虹色。
    

  • Decal Blend Mode
    

    当 Material Domain 属性设置为 Deferred Decal 时，通过该选项来设置混合模式。
    

    属性值	描述
    Transluent 半透明	贴花会混合 BaseColor，Metallic，Specular，Roughness，Emissive Color，Normal.使用该选项可以混合完全分开的材质
    Stain 斑点	只混合 BaseColor 和 Opacity。对于只改变颜色的贴花很有用，例如墙上干燥了的喷绘。
    Normal	只混合 Normal 和 Opacity。对于在表面添加裂缝很有用
    Emissive	只混合 Emissive 和 Opacity。对于使原来不发光的物体发光很有用。

  • Use Material Attributes
    

    勾选该选择框，将会使材质的主节点浓缩为只用一个名称为“Material Sttributes”输入的节点。当需要利用分层材质来混合多个材质 或 使用材质属性表达式节点来定义多个材质类型时，会非常有用。
    

  • Subsurface Profile 次表面轮廓
    
  • Num Customized UVs
    

    设置 Customized UV 输入的数目。不连接 Customized UV 输入时，将会传递顶点的 UV。
    

  • Generate Spherical Particle Normal's
    

    生成球形粒子法线
    

  • Emissive (Dynamic Area Light)
    

    如果勾选，材质的 Emissive color 会被注入光线传播体积
    

  • Wire Frame
    

    开启网格的线框显示。
    

  • Refraction Bias
    

    该属性会偏移折射测试的深度。当折射值导致不希望的附近的物体渲染到材质表面上时，可以使用该选项进行调节。
    只有当一些表达式节点连接到 Refraction input 时，该选项才可使用。
    

• Translucency
  
  • Separate Translucency
    

    该选项指示材质将在 Separate Translucency Pass 被渲染。这意味着将不受 DOF 影响，并且需要在.INI 文件中设置 bAllowSeparateTranslucency.
    

  • Responsive AA(Ant aliasing)
    

    小的移动的物体，特别是粒子特效，有时候会被反锯齿移除。设置该属性为 true，会使用另一个不同的反锯齿算法。
    

  • Translucency Lighting Mode
    

    该材质中 Translucency 所使用的光照模式。对于利用半透明的粒子系统非常有用。例如，自阴影烟或蒸汽。
    

    属性值	说明
    Volumetric NonDirectional	光照按照体积计算，没有方向性。对于烟灰尘等粒子效果可使用该选项。这是非常节省的光照方法，但是没有考虑材质的法线。
    Volumetric Directional	光照按照体积计算，有方向性，所以会考虑材质的法线。
    Volumetric PerVertex NonDirectional	只会在顶点上计算光照，所以片段着色器的消耗很小。
    Volumetric PerVertex Directional	同上
    Surface Translucency Volume	光照按照表面计算。光照在体积中会累积，所以结果会模糊，片段着色器消耗很小。玻璃、水等半透明表面使用该选项。只支持漫反射光照。
    Surface Forward Shading	光照按照表面计算。玻璃、水等半透明表面使用该选项。因为使用了正向渲染来实现，所以支持本地光照的镜面高光，但是不支持其他延迟特性。最昂贵的半透明光照方法

  • Translucency Directional Lighting Intensity
    

    对于半透明物体,人为增加法线在光照结果上的影响。当该选项的值比 1 越大时，对法线的影响越大，值比 1 越小时，光照越趋近于环境光。
    

  • Disable Depth Test
    

    允许材质关闭深度测试，这对于半透明混合模式很有意义。关闭深度测试会明显减慢渲染，因为 Z 剔除没有剔除任何像素。
    

  • Use Translucency Vertex Fog
    

    该选项为 True 时，半透明材质会被雾化。默认值为 true。
    

• Translucency Self Shadowing
  

  半透明自阴影是获得体积照亮的半透明物体的很好方法，例如柱形的烟或蒸汽。自阴影分为两个主要部分：自阴影密度和第二自阴影密度。两部分的存在就可以允许各种变化。你可以分别定义每个密度，从而在整个自阴影中获得有趣的模式。
  

  属性值	说明
  Translucent Shadow Density Scale	设置有该半透明材质投影到其他表面的阴影的密度。这和阴影的主缩放行为很像；如果为 0，则没有阴影。如果为 1 或更大，则产生的阴影和自阴影会更暗
  Translucent Self Shadow Density Scale	设置投影到自身的阴影的密度。
  Translucent Self Shadow 2nd Density Scale	设置 2nd 自阴影密度。介于自阴影密度和 2nd 自阴影密度之间的内部梯度值会被创建。
  Translucent Self Shadow 2nd Opacity	设置 2nd 自阴影不透明值。用来调整自阴影和 2nd 自阴影之间的梯度效果。
  Translucent Backsattering Exponent
  Translucent Multiple Scattering Extinction	对有半透明体积阴影的物体提供的消光值（该值基本上等于阴影颜色）。
  Translucent Shadow Start Offset	这是在半透明体中产生的自阴影的世界空间的偏移值。值越大阴影离光源越远。

• Usage
  

  Usage 标记用于控制材质将被应用于的物体的类型。当编译材质时，这些设置允许引擎为每个应用编译特定的版本。只有在使用 Surface Material Domain 设置时，这些设置才可用。
  

• Mobile
  

  属性	说明
  Fully Rough 完全粗糙	强制材质为完全粗糙，这样可以节省大量着色指令以及一个贴图采样
  Use Lightmap Directionality	这将使用光照贴图方向性以及每个像素的法线。如果禁用该选项，从光照贴图的光照将没有方向性，但是更节省

• Tessellation
  

  细分曲面特性允许在运行时为网格添加更多的物理细节。
  

  • Tessellation Mode
    

    属性值	说明
    No Tessellation	网格不会细分曲面。有效禁用该特性
    Flat Tessellation	细分曲面的简单形式。添加更多三角形使网格不平滑
    PN Triangles	利用简单的基于样条的细分曲面，这种方式比较昂贵，但是有更好的细节

  • Enable Crack Free Displacement
    

    开启移位算法来修复可能出现在网格上的裂缝。该选项比较昂贵，所以如果在移位时看不到任何裂缝，应该将该选项设置为 False
    

  • Enable Adaptive Tessellation
    

    该细分曲面方法试图为每个三角维持相同数目的像素。
    

• Post Process Material
  

  属性	说明
  Blendable Location	如果材质被用作后期处理，该属性允许你控制该材质的计算时在色调调节之前还是之后。
  Blendable Priority	这是优先值。用于指定后期处理材质的优先级。

• Lightmass 光照系统
  

  属性	说明
  Cast Shadow as Masked	如果为 True，照亮半透明物体时将会产生阴影，就像使用遮罩光照模型。这对于在半透明物体上产生清晰的阴影。
  Diffuse Boost	材质的漫反射组件在静态光上的影响总量的乘数
  Export Resolution Scale	材质属性被导出时，分辨率的乘数。需要增加细节时，应该增大该值

• Material Interface
  

  属性	说明
  Preview Mesh	设置用于预览材质的静态网格

• Thumbnail 缩略图
  

  属性	说明
  Primitive Type	设置缩略图预览中使用的形状图元类型
  Preview Mesh	设置缩略图预览中使用的网格。当 Primitive Type 为 TPT None 时才可用
  Orbit Pitch	设置围绕物体的轨道摄像机的俯仰
  Orbit Yaw	设置围绕物体的轨道摄像机的偏航
  Orbit Zoom	从资源到边界球体距离的偏移值

Instanced Materials

• Instances and Parameters
  

  默认情况下并不是所有的材质特性都可以被编辑。指定需要被编辑的材质属性为参数，才可以使材质实例可以被编辑。
  

• Constant and Dynamic Instances
  

  在虚幻 4 中有两类材质实例：
  

  • Material Instance Constant
    

    只可以在运行前计算一次。
    可以在 Content Browser 中创建 Material Instance Constants，通过 Material Instance Editor 对其进行编辑。
    

  • Material Instance Dynamic
    

    可以在运行时计算和编辑。
    无论是通过参数化材质还是常量材质实例，都需要在脚本中创建动态材质实例。
    

• Technical Application
  

  为了允许在基础图元上应用非实例材质，使用了 MaterialInterface 抽象基类。该类是材质的表达式和参数值的接口。Material 类是 MaterialInterface 的子类，它定义了表达式和参数的默认值。
  顺便一提，如果你想一个蓝图的变量可以接受 Material 或 Material Instance Constant，你需要保证该变量的类型为 MaterialInterface
  

• Instancing a Material in the Editor
  
• Parameter Groups
  

  参数表达式有一个 Group 属性，这样在材质实例编辑器中查看时，这些参数表达式可以被有效地组织。
  

• Creating Parameterized Materials
  

  在材质编辑器中，使用任何一类参数表达式，就可以为材质添加参数。给参数一个唯一的名称，赋于一个组别，并给定一个默认值。
  

  • Scalar Parameters
    

    标量参数只包含单个浮点值。
    

  • Vector Parameters
    

    矢量参数包含 4 通道的矢量值，或 4 个浮点值。
    

  • Texture Parameters
    

    有多种可用的贴图参数。每种都特别对应一种它所接受的贴图类型或它被使用的方式。依据不同贴图类型会生成不同的着色器代码,所以每种特定的贴图类型需要一个不同的表达式。
    

    • TextureSampleParameter2D 接受基础的 Texture2D
      
    • TextureSampleParameterCube 接受一个 TextureCube 或 cubemap
      
    • TextureSampleParameterFlipbook
      
    • TextureSampleParameterMeshSubUV
      
    • TextureSampleParameterMeshSubUV
      
    • TextureSampleParameterMovie
      
    • TextureSampleParameterSubUV
      
  • Static Parameters
    

    静态参数在编译时被应用，所以它能生成更优化的代码。
    

Material Shading Models

• Subsurface Shading Model
  

  MLM_Subsurface 次表面着色模型用于蜡或玉石等表现为不透明物体，但是光照在其内部可以散射，允许光在表面的另一次显示。
  次表面散射通常用于创建真实的人类皮肤。这种效果质量比较低，但是比通常的皮肤着色要更节省性能。
  

• Subsurface Profile Shading Model
  

  次表面轮廓着色是 UE4 提供的专门用于渲染真实皮肤或蜡表面的着色方法。它和次表面着色方法类似。但是，在渲染上有一个基本的不同，次表面轮廓是基于屏幕空间的。这是因为在屏幕空间可以更有效显示在人类皮肤上看到的精细的子表面效果，在很少的情况下(例如，在耳朵处)，才能看到次级的反向散射效果。
  

  • 技术细节
    

    次表面轮廓着色模型和 Lit 模型相差不多。大多数效果是在光照计算之后的后处理阶段进行的。
    

Layered Materials

• Blend Types
  

  Material Layer Blend Functions	说明
  MatLayerBlend_AO
  MatLayerBlend_BaseColorOverride
  MatLayerBlend_BreakBaseColor
  MatLayerBlend_BreakNormal
  MatLayerBlend_Decal
  MatLayerBlend_Decal_UV3
  MatLayerBlend_Emissive
  MatLayerBlend_GlobalNormal
  MatLayerBlend_LightmassReplace
  MatLayerBlend_ModulateRoughness
  MatLayerBlend_NormalBlend
  MatLayerBlend_NormalFlatten
  MatLayerBlend_RoughnessOverride
  MatLayerBlend_Simple
  MatLayerBlend_Stain
  MatLayerBlend_Standard
  MatLayerBlend_Tint
  MatLayerBlend_TintAllChannels
  MatLayerBlend_TopNormal

• Instancing Layered Materials
  
• 警告
  

  多层材质可以将多个材质压缩为一个材质，虽然可以减少 drawcall 次数，但是会增加系统消耗，以致于在移动平台上无法使用。
  

Material Expression Reference

• Parameters
  

  有些材质表达式是参数，这意味着它们的值可以被修改(有时候，可以在动态运行时修改)。
  

• Expression Types
  
  • Atmosphere
    
    • Atmospheric Fog Color
      

      该表达式允许你查询世界空间任意位置的大气雾颜色。
      

  • Color
    
    • Desaturation
      

      对输入值进行减饱和。
      

  • Constants
    
    • Constant
      

      该表达式输出一个浮点值。
      

    • Constant2Vector Constant3Vector Constant4Vector
      

      该表达式输出 2/3/4 个浮点值。
      

    • Distance Cull Fade
      

      该表达式输出一个标量值，其从黑色渐变为白色，可以用于逐渐显示对象当它进入剔除距离内时。需要注意的是，其不支持逐渐隐藏对象。
      

    • TODO ParticleColor
      
    • Vertex Color
      

      就是顶点的颜色。
      

  • Coordinates
    
  • Custom
    
  • Depth
    
  • Font
    
  • Functions
    
  • Material Attributes
    
  • Math
    
  • Parameters
    
  • Particles
    
  • Landscapes
    
  • Texture
    
  • Utility
    
    • SphereMask
      

      实现源代码：
      Engine\Source\Runtime\Engine\Classes\Materials\MaterialExpressionSphereMask.h
      Engine\Source\Runtime\Engine\Private\Materials\MaterialExpressions.cpp
      

  • VectorOps
    
  • Vector
    

Material Functions

• Material Functions Overview
  

  材质函数就如程序设计语言中的函数一样，其是对多个表达式的抽象。
  勾选材质函数的属性 Expose To Library，就可以在 Material Function Library 中看到该材质函数。
  

  • 和材质函数相关的节点
    
    • MaterialFunctionCall
      

      材质函数调用节点。
      通过该节点允许在一个材质或函数中使用另一个已经存在的函数。
      

    • FunctionInput FunctionOutput
      
    • TextureObject
      

      在材质函数中，为贴图函数的输入提供一个默认贴图。需要和 TextureSample 配合使用。
      

    • TextureObjectParameter
      

      定义贴图参数或输出贴图对象。在材质中，使用贴图输入调用一个函数时使用。
      

    • StaticSwitch
      

      基于输入值，在编译时从两个输入中选择一个。
      

    • StaticBool
      

      需要和 StaticSwitch 配合使用。
      

    • StaticBoolParameter
      

      需要和 StaticSwitch 配合使用。
      

  • Previewing
    

    编辑材质函数时，预览窗口可以显示任何一个选中的节点。
    函数的输入节点有一个内置的预览值，用来预览输入值。
    选中函数输入节点的 UsePreviewValueAsDefault 属性时，PreviewValue 相当于函数的默认参数。
    

  • Propagation
    

    当函数的输入或输出被删除，并且这样修改的被传播后，所有链接到被删除的连接点的链接将被破坏。
    

  • Default Material Functions
    

    UE4 自带的材质函数在 Engine Content/Functions/目录下可以找到
    

• Creating Material Functions
  
• Editing Material Functions
  
• Using Material Functions
  
• Funtions Reference
  
  • Blends
    
  • Gradient
    
  • Image Adjustment
    
  • Math
    
  • Misc
    
  • Opacity
    
  • Particles
    
  • PivotPainterTool 1.0 Material Functions
    
  • Procedurals
    
  • Reflections
    
  • Shading
    
  • Texturing
    
  • VectorOps
    
  • WorldPositionOffset
    

Material Parameter Collections

• Using Material Parameter Collections in Materials
  

  通过 Collection Parameter 表达式，可以在材质中引用 Materials Parameter Collections 资源
  

• Limitations and Performance Characteristics
  

  在 MaterialParameterCollection 中更新值比在多个材质实例中设置多个不同参数要更加高效。
  

Customized UVs

• Non-Linear Math
  

  一般的规则是如果你进行的计算所使用的每个顶点的属性值是常量或者是线性变化的量，那么该计算在顶点着色器中进行和在片段着色器中进行所的到的结果是相同的。线性变化意味着操作结果是直线，没有曲线，例如乘法和加法。对一个变量进行平方、sine、cosine、length 等操作其结果将不是线性的。
  

• Linear Math
  

  通过一个参数来缩放（乘法运算）UVs，这样的操作在顶点着色器和片段着色器中有相同的结果。
  

• How it works
  
• Mobile Specific
  

  对贴图坐标执行任何操作后的任何贴图采样，都会导致该过程变慢。这被称作 dependent texture fetches。可以使用 customized UV 输入来将对 UV 坐标的操作放在顶点着色器中，从而避免片段着色器中对 UV 坐标进行操作。
  

  • 关于 dependent texture fetches
    

    https://developer.apple.com/library/content/documentation/3DDrawing/Conceptual/OpenGLES_ProgrammingGuide/BestPracticesforShaders/BestPracticesforShaders.html
    

Refraction Mode:Pixel Normal Offset

• 参考资料
  

  通用折射模拟 https://developer.nvidia.com/gpugems/GPUGems2/gpugems2_chapter19.html
  

Physically Based Materials

• Base Color
  

  Base Color 定义了材质的整体颜色。在现实世界中，可以使用偏光滤镜拍摄的照片就是 Base Color(偏振可以移除非金属的镜面高光)。
  

• Roughness
  

  粗糙度控制着材质的粗糙程度。
  

• Metallic
  

  通常情况下材质的金属度为 0（非金属）或 1（金属），只有在创建混合的表面时，才需要 0 到 1 之间的值。
  

• Specular
  

  大多数情况下，应该保持镜面高光为默认值 0.5。
  Specular 用于缩放非金属材质表面的镜面高光总量。其对金属材质无作用。
  对于漫反射比较强的材质，你可能会倾向于将其 Specular 设置为 0，千万不要这样做。所有的材质都有镜面高光。对于漫反射比较强的材质，你正真需要做的是增加它们的粗糙度。
  

Essentials

• Lighting Basics
  
  • Intensity
    

    亮度定义了灯光照出的能量的多少。该值的单位是 明流 。1700 lumens 对应 100W 灯泡。
    

  • Attenuation Radius
    

    灯光的衰减半径对性能有重要影响，所以应该谨慎使用大的衰减半径值。
    

  • Source Radius and Length
    

    光源半径和光源长度值得特别提一提，因为它们定义了表面上高光点的尺寸。
    灯光的 Min Roughness 属性可以减弱 Source Radius 和 Source Length 的作用。
    Source Radius 对预计算光照有影响，Source Radius 越大形成的阴影越柔和。
    

• Light Mobility
  

  对于每个灯光，在 Transform 类属性下，都有一个 Mobility 属性。该属性有三个设置，Static、Stationary、以及 Movable，每种设置都会改变灯光的工作方式以及它们在性能上的影响。
  

  • Static Lights
    

    完全静止的灯光，在运行时不会有任何负担。
    动态的物体不能和静态灯光整合在一起，所以静态灯光的适用性是有局限的。
    因为静态灯光只使用光照贴图，它们的阴影是在运行游戏之前烘培的。这意味着它们不能投影动态的对象。但对于静态物体，其可以制造区域（重叠）阴影。
    

    • 注意 静态的光照可以照亮场景中动态的物体，其中间接光照是通过 VLM（Volumetric Lightmaps）和 ILC(Indirect Lighting Cache) 来实现的。
      
    • Lightmap Resolution
      

      Lightmap Resolution 允许你控制静态灯光制造的烘培光照的细节。
      在 Static Mesh 组件上，光照贴图分辨率既可以在 Static Mesh 资源上设置，也可以通过选中 Override Lightmap Res，并设置其值。值越大分辨率越高，编译所花时间也越长，内存占用越多。
      在 Brush 表面上，光照贴图分辨率通过 Lightmap Resolution 属性来设置。这里设置的其实是密度，所以值越小分辨率越高。
      

  • Stationary lights
    

    在运行时，可以修改灯光颜色、亮度。但是不能移动，旋转或者修改影响的尺寸。
    需要注意的是运行时对亮度的修改只会影响到直接光照。因为，间接光照是通过 Lightmass 预计算的，所以其不会受影响。
    从 Stationary Lights 产生的所有间接光照和阴影都被存储在 Lightmap 中。直接阴影被存储在 Shadowmap 中。这些光照使用了 Distance Field Shadows,这意味着它们的阴影在光照贴图分辨率相当低的情况下依然会保持清晰。
    

    • Direct Lighting 直接光照
      

      Stationary 的直接光通过延迟着色来动态渲染。
      

    • Direct Shadowing 直接阴影
      

      实时的光照阴影是主要的性能消耗。完全动态的光照阴影通常要比无阴影的动态光照消耗近 20 倍多的性能。Stationary 光照在静态物体上可以使用静态阴影。
      

      • Static Shadowing
        
        • On Opaque
          

          在构建光照期间，Lightmass 会为 Stationary Lights 在静态对象上生成距离场阴影贴图(Distance field shadow maps)。距离场阴影贴图即使在分辨率比较低的情况下也可以提供非常精确的阴影变化，并且其运行时性能消耗很小。就像光照贴图一样，距离场阴影贴图要求所有使用静态光照的 StaticMeshes 具有唯一的非环绕的 UV 坐标。
          只能有 4 个或更少的重叠的 Stationary Lights 可以有静态阴影。因为这些光照必须被分配到阴影贴图的不同通道。一旦达到通道的限制，额外的 Stationary lights 将以严重的性能成本使用全场景动态阴影。
          View Mode 下的 StationaryLightOverlap 视图模式，可以用来可视化 Stationary Lights 的重叠情况。无法申请到通道的灯光的 icon 会变为红色的 X。
          

        • On Translution
          

          使用 Stationary Light，半透明体也只花便宜的消耗就可以接受阴影。Lightmass 会从静态几何体预计算阴影深度贴图，然后在运行时将其应用于半透明体。
          这种形式的阴影非常粗糙，其只在米的规模上计算阴影。
          

      • Dynamic Shadowing
        

        动态阴影必须整合到来自于距离场阴影的世界静态阴影中。这是通过每个运动物体的阴影来完成的。每个运动物体都会从 Stationary 创建两个动态阴影：一个用来处理静态世界投影到该物体上的阴影，另一个用来处理该物体投影到世界的阴影。在这种设置下，Stationary Lights 的唯一阴影消耗来自于动态物体的影响。当动态物体足够多时，使用 Movable Light 会更高效。
        

        • Directional Light dynamic shadowing 定向光动态阴影
          

          Directional Stationary Light(定向固定光照)比较特殊，它通过 Cascaded Shadow Maps 支持全场景的阴影，同时也支持静态阴影。这在有很多动态植物的场景中非常有用，你希望在角色周围有可移动的阴影，但是不想花费性能通过很多级阴影来覆盖比较大的视野。动态的阴影随着距离增大渐变为静态阴影，这样几乎无法区分阴影变化。
          为了设置该选项，只需要修改设置为 Stationary 的方向光的属性: Dynamic Shadow Distance StationaryLight.将该选项设置为阴影渐变发生的距离。
          

          即使在方向光上使用 Cascaded Shadow Maps 时，可移动组件依然会为每个对象创建阴影。这对于小的 Dynamic Shadow Distance 是有用的，但是对于比较大的 Dynamic Shadow Distance 会承受不必要的消耗。关闭灯光上 Use Inset Shadows For Movable Object 属性可以禁用为每个对象创建阴影，从而节省性能消耗。
          

    • Indirect Lighting 间接光照
      

      就像 Static Light 一样，StationaryLight 将间接光照存储在光照贴图中。在运行时，不能修改间接光照。这意味着，即使光照的 Visible 选项未勾选，它的间接光照在创建光照时依然会被放入光照贴图中。光照上的 IndirectLightingIntensity 属性用来缩放或禁用给定灯光的间接光照。
      

      有一个后期处理量 IndirectLightingIntensity 可以用来缩放所有灯光光照贴图的光照贡献。该值可以在运行时进行修改。
      

    • Use Area Shadows for Stationary Lights
      

      区域阴影是指离阴影投射体越远的阴影越柔和。
      在 4.9 或更后面的版本中，通过 Use Area Shadows for Stationary　Light 选项来控制区域阴影的开启。
      

  • Movable Lights
    

    完全动态的灯光，在运行时，可以修改其所有的属性。动态光照不会被烘培到光照贴图中，目前动态光照还不支持间接光照。
    

    • Shadowing
      

      Movable Lights 设置为触发阴影时会使用全场景动态阴影，这会有显著的性能消耗。性能消耗主要取决于被光照影响的网格数目，以及这些网格的三角形数目。所以，半径大的 movable light 要比半径小的 movable light 消耗很多倍的性能。
      

    • Shadow Map Caching
      
      • Performance
        

        使用 r.Shadow.WholeSceneShadowCacheMb 来控制用于阴影贴图缓存的最大内存量
        

      • Limitations
        

        默认情况下当物体满足下面要求时，才可以缓存阴影贴图:
        

        • 物体的 Mobility 属性被设置为 Static 或 Stationary
          
        • 场景中使用的材质没有使用 World Position Offset 属性
          
        • 灯光必须是点光灯或聚光灯，它的 Mobility 属性必须为 Movable，并且开启了 Shadow Casting
          
        • 灯光必须保持在一个位置
          
        • 使用了动画 Tessellation 或 Pixel Depth Offset 的材质会引起穿帮，因为它们的阴影深度会被缓存
          
• Types of Lights
  

  UE4 中有四种灯光类型：方向光灯，点光灯，聚光灯以及天空灯。
  

  • Directional Lights
    

    Directional Light 用于模拟从无限远处发射出的光照。这意味着由这种光照投射的阴影将是平行的，这种光照是模拟太阳光的理想选择。
    

  • Sky Light
    
    • Scene Capture
      

      应该用 Sky Light 来代替环境立方体贴图用于表示天空的光照，因为 Sky Lights 支持本地阴影，可以避免门内区域被天空光照点亮。
      

    • Mobility
      
      • Static Sky Light
        

        这是移动平台唯一支持的 Sky Light.
        只有场景中设置为 Static 或 Stationary 的物体和灯光才会被 Static SkyLight 捕捉和使用来计算光照。再者，只有材质贡献的发光才会被 Static SkyLight 捕捉，从而避免来回的循环。因此，需要确保 skybox 的材质设置为 Unlit.
        

      • Stationary Sky Light
        

        设置为 Stationary 的 Sky Light，和设置为 Static 的一样，它们都会使用 Lightmass 烘培的阴影。就像其他类型的 Stationary Light,Sky Light 的亮度或颜色可以在运行时通过 Blueprints 或 Sequencer 来进行修改。但是，间接光照是烘培到贴图中的，无法在运行时修改。
        

      • Movable Sky Light
        

        Movable Sky Light 没有使用任何形式的预计算。它会抓取任何类型的物体和光照（无论是静态、静止还是动态）
        

        • Distance Field Ambient Occlusion
          

          Movable Sky Light 的阴影是通过 Distance Field Ambient Occlusion 来提供的。Distance Field Ambient Occlustion 来自于 Signed Distance Field Volumes。Signed Distance Field Volumes 会在每个刚体周围生成。
          距离场环境遮蔽（Distance Field Ambient Occlustion）支持动态场景的改变，在动态场景中，刚体网格可以被移动或隐藏。
          

    • Precomputed Sky Light
      
      • Improved Static Sky Light Directionality
        

        4.18 之前，Lightmass 使用一个三阶球谐函数来表示静态天空光，其不会捕捉细节，可以用于表示日出或日落。现在，使用一个过滤的立方体贴图来表示，默认情况下会导致更高的分辨率。
        在一个高度封闭的场景中，可以看出使用 Sky Light 立方体贴图，会有更多的明亮度和颜色变化。
        

      • TODO Camera Obsura
        
      • TODO Bent Normal for Stationary Sky Lights
        
    • Shadowing from Movable Objects
      

      移动物体投射到环境上的柔和阴影可以通过骨骼网格的 Capsule Shadows 或者通过 刚体网格的距离场间接阴影来得到。这需要独立的配置来使其正常工作。
      

• Shadow Casting
  
  • Static Lights
    

    Static Light 投射完全静止的阴影和光照，这意味着它们对于动态的物体没有任何影响。
    

  • Directional Light Cascading Shadow Maps
    

    Directional Stationary Light 比较特殊，它通过 Cascaded Shadow Maps 支持全场景的阴影，同时也支持静止的阴影。这对于有很多植物动画的场景来说非常有用，你希望玩家周围的阴影可以移动，但是又不希望耗费很多来让很多层级覆盖很大范围的可视范围。
    

  • Stationary Light Shadows
    

    动态物体必须整合到从距离场得来的世界静态阴影中，这是通过 Per Object 阴影来完成的。每个可移动的物体从 Stationary Light 会创建两个阴影：一个处理静态世界投射到物体上的阴影，另一个处理物体投射到世界上的阴影。
    

  • Dynamic Shadows
    

    动态光投射完全动态的阴影。其光照数据不会被烘培到光照贴图中。
    

  • Preview Shadows
    

    在编译光照之前，阴影预览只在编辑器不播放模式时生效，编辑器在播放模式下并不生效。
    

• Lighting Quick Start Guide
  

Precomputed Lighting

• Lightmass Global Illumination
  

  Lightmass 使用复杂的光照交互（例如，区域阴影和漫反射互相反射）创建光照贴图。它用于预计算 Stationary Light 和 Static Light 的部分光照贡献。
  编辑器和 Lightmass 之间的通讯是由 Swarm Agent 来处理的。
  

  • Features for Static and Stationary lights
    
    • Diffuse Interreflection
      

      到目前为止 Diffuse Interreflection 是最重要的全局照明效果。
      通过提高 Primitive、材质或关卡的 DiffuseBoost 参数，来增加漫反射效果。
      

    • Character lighting
      

      Lightmass 将 Lightmass Importance Volume 分为独立的 3D 格子，在其中放入采样器，默认情况下采样器的密度比较低。在朝上的表面上面，角色可能在其上行走，则采样器密度会比较高。每个光采样器只捕捉来自所有方向的间接光照，但是不会捕捉直接光照。
      

    • Ambient Occlusion
      

      Lightmass 会自动计算详细的间接阴影，为了艺术目的或为了增强真实感，夸大间接阴影会非常有用。
      Ambient Occlusion 就是物体从均匀明亮的上半球（例如，一个阴暗的天空）获得的间接阴影。Lightmass 支持计算 Ambient Occlusion,将其应用于直接和间接照明,并将其烘培到光照贴图中。
      当 Num Indirect Lighting Bounces 参数大于 0 时，就光照构建所花时间而言，Ambient Occlusion 几乎不消耗时间。
      

      Num Indirect Lighting Bounces 参数在 World Setting 中的 Lightmass 设置中进行设置。
      

    • TODO Masked shadows
      
  • Features for Stationary Lights Only
    
    • Bent Normal sky occlusion
      
      • 参考资料 http://blog.csdn.net/bugrunner/article/details/7272902
        
    • Distance field shadowmaps
      

      Lightmass 会为 Stationary Lights 计算距离场阴影贴图。距离场阴影即使在低分辨率的情况下，也可以很好的维持弯曲形状，但是，它们不支持区域阴影和半透明阴影。
      

  • Features for Static Lights Only
    
    • Area lights and shadows
      

      使用 Lightmass，所有 Static Lights 默认情况下都为区域光照。点光源和聚光灯的形状为球形，半径通过 Light Source Radius 来设置。方向光的形状为盘子，放置于场景边上。阴影柔和度主要由两个因素来控制,其中一个是光源的尺寸（光源尺寸越大阴影越柔和），另一是接受阴影的地方和投影者之间的距离（距离越大阴影越柔和）。
      

      大多数情况下，光源和几何体不应该相交。光源和几何体相交后，光照会从几何体内部相各个方向发出。
      

    • Translucent shadows
      

      灯光经过半透明材质(该材质被应用于静态网格)时会丢失一些能量，从而产生半透明阴影。
      

      • Translucent shadow color
        

        通过材质的光线的量被称作透射量，对于每个颜色通道其范围为 0 到 1。0 表示完全不透明，1 表示入射光线通过完全不受影响。目前材质的输入参数中不包含 Transmission，所以目前通过其他材质输入参数来实现：
        

        • Lit materials
          
          • BLEND_Translucent and BLEND_Additive: Transmission = Lerp(White, BaseColor, Opacity)
            
          • BLEND_Modulate: Transmission = BaseColor
            
        • Unlit materials
          
          • BLEND_Translucent and BLEND_Additive: Transmission = Lerp(White, Emissive, Opacity)
            
          • BLEND_Modulate: Transmission = Emissive
            

        这意味着不透明度为 0 的材质将不会过滤入射光，也就不会有半透明阴影。不透明度为 1 的材质将会使用材质的 Emissive 或 Base Color 来过滤入射光线。需要注意的是间接光照有时候会冲淡半透明阴影并使它们的饱和度比半透明材质的 Emissive 或 Base Color 要少。
        

      • Translucent shadow sharpness
        

        有很多因素影响半透明阴影的清晰度。
        光源越小，半透明阴影越清晰。
        光照贴图分辨率越高，阴影越清晰。
        

        间接光照也会受到半透明材质影响。半透明材质根据 Transmisssion 来过滤通过的光照，然后，被过滤后的光照在场景中继续弹射。
        

  • Getting the Best Quality with Lightmass
    
    • Making lighting noticeable
      
      • Diffuse Textures
        

        因为 pixel color = BaseColor * Lighting，所以 BaseColor 直接影响光照有多明显。高对比度或偏暗的漫反射贴图会使光照很不明显，低对比度，中等亮度漫反射贴图会让光照细节展示出来。
        

      • Lighting Setup
        
        • 避免使用环境光照。像 Ambient cubemap 这样的环境光照会在场景中添加一个常数环境项，这会减低间接光照区域的对比度。
          
        • 设置光照让直接光照区域和间接光照区域有很高对比度。这样的对比度会更容易看出阴影的过度在哪儿，会让关卡更有深度感。
          
        • 设置光照让明亮区域不要太明亮，让黑暗区域不要完全黑暗，而是可以看到引人注意的细节。
          
    • Improving lighting quality
      
      • Lightmap resolution
        

        使用高分辨率的光照贴图是获得丰富细节、高质量光照的最好方法。
        

      • Lightmass Solver quality
        

        Lightmass Solver 设置会依据构建质量自动设置，光照构建质量在 Build/Lighting Quality 菜单中进行设置。
        

  • Getting the Best Lighting Build Times
    

    有很多中方法可以改进 Lightmass 构建的时间：
    

    • 只在高频光照区域使用高分辨率光照贴图。对于不受直接光照和尖锐间接阴影影响的 Brush 表面和静态网格减低光照贴图分辨率。
      
    • 对于玩家看不到的表面使用最低分辨率的光照贴图
      
    • 使用 Lightmass Importance Volume 来包含可玩区域(玩家活动的区域)。
      
    • 在整个地图上对光照贴图分辨率进行优化，从而使不同网格的构建时间更加均衡。光照构建时间永远不会比构建最慢的物体快，无论有多少机器来执行构建。避免连续的巨大的网格使用高分辨率光照贴图来围绕关卡的一大部分。如果将其分解为模块化的多片，你将会获得更快的构建时间，特别是如果构建机器是多核机器。
      
    • 拥有很多自遮挡的网格会花费更多的构建时间，例如，一块拥有多个平行层的地毯，其构建时间要比一个平坦的地面要更长。
      

    点击 Build/Lighting Info/Lighting StaticMesh Info 可以打开 Statistics 面板。在该面板中，选择 Lighting Build Info 可以查看光照构建信息。
    

  • Lightmass Settings
    
    • Lightmass Importance Volume
      
    • World Settings
      

      点击 Settings/World Settings 来设置 World Settings 相关参数。
      

    • Light Settings
      

      在灯光的属性中，和 Lightmass 相关的参数在 Lightmass 组中。
      

    • Primitive Component Settings
      

      在笔刷的属性中，和 Lightmass 相关的参数在 Lightmass 组中。
      

    • Base Material Settings
      

      在材质的属性中，和 Lightmass 相关的参数在 Lightmass 组中。
      

• Volumetric Lightmaps
  

  从现在开始(从 4.18 版本开始) Volumetric Lightmaps 将会取代 Indirect Lighting Cache 和 Volume Lighting Samples。
  可以在 World Settings/Lightmass Settings 中设置 Volume Lighting Method 参数为 VLM Sparse Volume Lighting Samples 来重新开启 Indirect Lighting Cache。
  Lightmass 会为静态物体上的间接光照生成光照贴图。但是，动态物体也需要一种方法接收到间接光照。这是通过存储空间中所有点的预计算光照来实现的，这些光照在构建光照时被存储到 Volumetric Lightmap 中，在运行时，对这些数据进行插值来得出动态物体的间接光照。
  

  • How It Works
    

    从高层次来看，Volumetric Lightmaps 系统按照如下方式工作：
    

    • Lightmass 会在整个关卡中放置光照采样，在构建光照时会为这些采样器计算间接光照。
      
    • 当渲染一个动态物体时，Volumetric Lightmap 会被插值给每个被渲染的像素，从而为被渲染的像素提供预计算的间接光照。
      
    • 如果没有构建的光照可用（意味着该物体是一个新物体或者已经被移动了太多），则只有在光照被重新构建之后，通过插值 Volumetric Lightmap 为静态物体提供光照才会执行。
      

    当放置了 一个 Lightmass Importance Volume 后，Volumetric Lightmap 会创建由 4x4x4 个单元（光照采样）组成的多个砖块。当 Lightmass 运行时，采样单元会被放置到整个 Lightmass Importance Volume，在静态几何体周围，其会使用更多采样单元来捕捉更好的间接光照结果。
    每个采样单元使用一个三阶球谐函数来存储来自所有方向的入射光线。
    

• Indirect Lighting Cache
  

  从 4.18 版本开始, Volumetric Lightmaps 已经取代 Indirect Lighting Cache 和 Volume Lighting Samples。
  

  • How It Works
    

    从高层次来看：
    

    • Lightmass 会在整个关卡中放置光照采样，在构建光照时会为这些采样器计算间接光照。
      
    • 当渲染一个动态物体时，Indirect Lighting Cache 检查对于该物体是否存在可用的光照，如果存在则直接使用。
      
    • 如果没有可用的光照（该动态物体是新的或者被移动太多了），Indirect Lighting Cache 会从预计算光照采样插值生成光照。
      
• Reflection Environment
  

  Reflection Environment 特性为关卡中每个区域都提供了高效的光泽反射。很多重要的材质（例如金属）都会依赖由 Reflection Environment 提供的来自各个方向的反射。该特性是面向 Consoles 和中端 PC 平台的，所以，其必须运行的很快。动态物体的反射和尖锐反射也得到了支持，但是需要额外的内存消耗。
  

• Static Lights
  
• Stationary lights
  
• Precomputed Lighting Scenarios
  

  UE4 已经支持在场景中使用不同的 Precomputed Lighting Scenarios(预计算光照情景)。这就允许一个关卡保持和显示多种光照配置，这样就可以获得灵活的动态光照，而且只消耗固定的光照预计算。
  

  • 参考资料
    
    • https://answers.unrealengine.com/questions/512084/who-can-explain-of-lighting-scenario-feature.html
      
    • https://www.youtube.com/watch?v=PbayGU6fehY
      
• Lightmass Portals
  

  当使用 Skylight 或者 HDR 图片来照亮关卡时，你可能会遇到各种问题，这是因为 Lightmass 无法知道场景中的光照来自何处。为了帮助 Lightmass 了解光照来自何处，你可以将 Lightmass Portals Actors 放置到对光照来说重要的区域。
  当 Lightmass 构建光照时，Lightmass Portals 告诉 Lightmass，有更多的光线应该来自于其（Lightmass Portal）所在区域，从而产生更高质量的光照和阴影。
  

Dynamic Lighting

• Movable Lights
  
• Light Functions
  

  本质上来说，Light Functions 是一种材质，其可用于过滤光照的亮度。
  需要注意的是，不可以通过 Light Functions 修改灯光的颜色，只能通过灯光的 Light Color 属性来修改其颜色。Static Lights 不能使用 Light Functions，因为该特性只能用于非光照贴图的灯光（例如 Stationary 或 Movable 灯光）
  

• TODO Light Propagation Volumes
  

  Light Propagation Volumes 目前(2017-11-30)还是开发版的特性，在正式产品中还不可用。
  

• Mesh Distance Fields
  

  UE4 利用距离场的强大力量来实现游戏中 Static Mesh Actors 的动态环境遮蔽和阴影。除此之外，Actor 的网格距离场表示可被用于其他一些特性，例如 GPU 粒子碰撞，甚至可以使用材质编辑器创建动态流动的地图等等。
  

  • How does it work?
    

    为每个静态的网格创建 Signed Distance Field 来表示网格的表面。它存储了每一点距离最近表面的距离，网格内部的点存储的距离为负值。
    SDF 的第一个性质是，在进行射线跟踪时，因为已知到最近表面的距离，因此你可以安全地忽略空白空间（有时候称这种方法为 Sphere Tracing）。这样就可以使用很少的步骤判定出交叉点。通过射线追踪一个距离场，就可以得出可见性，也就是说如果射线和网格交叉，则说明光照被投影了。
    SDF 的第二个性质是，通过追踪经过遮挡物的距离最近的射线，可以不花费额外消耗就可以计算出近似的圆锥形交叉区域。这样的近似法就可以利用距离场来实现软阴影和天空遮蔽。这个性质是距离场环境遮蔽特性的关键，很少数目的圆锥体就可以为接收点的整个半球计算柔和的可见性。
    

    • Scene Representation
      

      选中 Show > Visualize > Mesh Distance Fields 可以可视化预览 Mesh Distance Fields。
      

      • Quality
        

        双击指定 Static Mesh 打开 Static Mesh 编辑器，通过 Build Settings/Distance Field Resolution Scale 参数来设置该 Static Mesh 对应的体贴图分辨率。
        

• Ray Traced Distance Field Soft Shadows
  
• Distance Field Ambient Occlusion
  
• Contact Shadows
  
• Capsule Shadows
  

General

• Volumetric Fog
  
• Ambient Occlusion
  
• Light Shafts
  
• Ambient Cubemaps
  
• Lit Translucency
  
• Bump Mapping w/o Tangent Space
  
• IES Light Profiles
  

Key Particle Concepts

• TODO A Modular Approach to Particle Effects
  
  • Default Modules
    
  • Module Categories
    
  • Initial vs Over Life
    
  • Module Time Calculation
    
• Emitters, Particles Systems, and Emitter Actors
  
  • Modules 定义了粒子的行为，并且它们被放置在 Emitters 中。
    
  • Emitters 用于发射特定类型的粒子来实现某个效果，任意数目的 Emitters 可以被放置到一个 Particle System 中。
    
  • Particle System 是可以在 Content Browser 中创建的资源。它可以被一个 Emitter Actor 引用。
    
  • Emitter Actor 是可以放置在关卡中的物体，其控制在场景中的何处以及如何使用粒子。
    
• Particle Calculation
  
  • 在发射器列表中，Emitters（发射器）被从左到右计算
    
  • 在 Modules 栈中，Modules 被从上到下计算
    
• TODO Emitter Types
  
• Parameters
  

  参数是一种属性类型，它可以向（或从）其他系统（例如：Blueprints,Matinee,material）发送（或接收）数据。在 Cascade 中，几乎任何一个属性都可以被赋值给一个参数。
  相对地，在粒子系统中可以添加 Parameter Modules（参数模块），其可以反过来驱动场景中的其他事物。
  在 Cascade 中，参数是通过 Distributions 的方式来创建的。Distributions 是处理一个属性中数据的方式。
  

• Lit Particles
  

  粒子系统可以被设置为接收光照，但是需要一些特殊的设置：
  

  • 确保材质使用了除 unlit 以外的光照模型。使用 DefaultLit 光照模型，才可以访问法线贴图，高光贴图等等。
    
  • 在 Cascade 中，LOD/LODSettings 属性组中，设置 bLit 属性 (然而，并没有找到该属性)
    
• TODO Levels of Detail(LODs)
  
  • 参考资料
    
    • SubUV Tutorial https://wiki.unrealengine.com/SubUV_Particle_(Tutorial)
      
• TODO Distributions
  

Particle System Level of Detail

Vector Fields

• 问题解决
  
  • Globle Vector Fields 不起作用
    

    解决方案 1： 在粒子特效编辑器中，执行 Set Fixed Bounds 命令
    解决方案 2： 在粒子特效编辑器中，检查 Required Modules 的 Use Local Space 属性是否为 Disabled
    

    • https://answers.unrealengine.com/questions/300639/global-vector-fields.html
      
• 参考资料
  
  • Vector Fields Editor https://github.com/isathar/Blender_UE4_VectorFieldEditor
    
  • Vector Fields Res for Unreal https://realtimevfx.com/t/free-vector-fields-for-unreal/1531
    
  • Creating Vector Fields https://wiki.unrealengine.com/Creating_Vector_Fields_(Tutorial)
    
  • Local Vector Fields https://wiki.unrealengine.com/Local_Vector_Fields_(Tutorial)
    
  • Global Vector Fields https://wiki.unrealengine.com/Global_Vector_Fields_(Tutorial)
    

Particle Lights

VFX Optimization Guide

• Common Offenders For Poor Effectes Performance
  
  • Overdraw
    

    粒子所覆盖的屏幕空间总量，以及在这些粒子上执行的命令的数量。Overdraw = Number of Layers * 受影响的像素数目。(GPU)
    

  • Tick Time
    

    游戏线程更新所有粒子系统所花费的总时间。(Game Thread)
    

  • Draw Calls
    

    为 GPU 做的状态配置准备。（Render Thread）
    

  • Bounds Calculation
    

    更新一个效果的边界所消耗的总时间，这个边界用于依据摄像机视景体来确定粒子的可见性。
    

• Core Systems For Effect Performance
  
  • GPU
    

    将像素绘制到屏幕上所花费的总时间。(Overdraw)
    

  • Game Thread
    

    更新粒子系统行为所花费的总时间。(Tick Time)
    

  • Render Thread
    

    打包粒子几何以及相关的 Draw Call 所花费的总时间。(Draw Calls)
    

Base

• C++暴露属性给 Blueprint
  

  UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite, Category="Damage")
  int32 TotalDamage;
  
  UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite, Category = "Damage")
  float DamageTimeInSeconds;
  
  UPROPERTY(BlueprintReadOnly, VisibleAnywhere, Transient, Category = "Damage")
  float DamagePerSecond;
  

• Blueprint 调用 C++函数
  

  UFUNCTION(BlueprintCallable, Category="Damage")
  void CalculateValues();
  

• C++调用 Blueprint 函数
  

  // MyActor.h
  UCLASS()
  class QUICKSTARTCPLUSPLUS_API AMyActor : public AActor
  {
      GENERATED_BODY()
  
  public:
      // Sets default values for this actor's properties
      AMyActor();
  
      // ......
  
  public:
      UFUNCTION(BlueprintImplementableEvent, Category = "Damage")
      void CalledFromCppV1();
  
      UFUNCTION(BlueprintNativeEvent, Category = "Damage")
      void CalledFromCppV2();
      void CalledFromCppV2_Implementation();
  };
  
  // MyActor.cpp
  void AMyActor::CalledFromCppV2_Implementation()
  {
      GEngine->AddOnScreenDebugMessage(-1, 15.0f, FColor::Red, "CalledFromCppV2 Cpp");
  }
  

Diving Deeper

• Gameplay Classes:Objects,Actors,and Components
  
  • Unreal Objects(UObject)
    

    Unreal Engine 内置的基础块被称为 UObject。该类和 UClass 配合，提供了一系列重要的基础服务：
    

    • 属性和方法的反射
      
    • 属性的序列化
      
    • 垃圾回收
      
    • 按照名字查找 UObjects
      
    • 为属性配置值
      
    • 为属性和方法提供网络支持
      

    每个派生自 UObject 的类，都会为该类创建一个对应的 UClass 单例，单例中存储了类中所有的元数据。
    

  • AActor
    

    AActor 属于 Gameplay 系统的部分对象。AActor 既可以由设计师放置到关卡中，也可以由 Gameplay 系统在运行时创建出来。所有可以放置到关卡中的对象都是从该类扩展出来的。例如：AStaticMeshActor,ACameraActor,以及 APointLight.AActors 可以通过 gameplay 代码显式地销毁，也可以在其所属的关卡从内存中卸载时，通过标准的垃圾回收机制销毁。AActors 的主要负责的是你游戏对象的高级行为。AActors 也是网络通讯中可以复制的基本类型。在网络复制中，AActors 可以向它所拥有的 UActorComponents 发送消息，如果这些 UActorComponent 需要网络支持。
    

    AActors 有它们自己的行为（通过继承来指定），但是它们也扮演着容器的角色，其容纳了一个 UActorComponents 组成的层级结构（通过组合来指定）。这是通过 AActor 的 RootComponent 成员来实现的，其中包含了一个 UActorComponent,而该 UActorComponent 又可以包含很多其他的 UActorComponent。在 AActor 可以被放置到关卡中之前，AActor 必须包含至少一个 USceneComponent，其包含了 AActor 的变换、旋转和缩放。
    

    AActors 包含一系列的事件，它们会在 AActor 的生命周期内被调用：
    

    • BeginPlay 当对象第一次进入 Gameplay 空间时，被调用
      
    • Tick 每一帧都会被调用
      
    • EndPlay 当对象离开 Gameplay 空间时，被调用
      

    在游戏中生成一个 Actor 要比创建普通对象要复杂，这是因为 AActor 需要在一些运行时系统进行注册，从而提供其所需。Actor 的初始化位置和旋转需要设置，物理系统需要知道它，负责通知 Actor 进行 tick 的管理者需要知道它，等等。UWorld::SpawnActor()专门用于生成 Actor。一旦 Actor 被成功生成，它的 BeginPlay 就会被调用，Tick 会在下一帧中被调用。
    

  • UActorComponent
    

    UActorComponent 有它们自己的行为，并且它们的职责通常是可以在很多不同类型 AActor 之间共享的功能，例如 提供可视化的 Mesh，粒子特效，摄像机透视，以及物理交互等等。
    AActor 相当于 Unity3D 中的 GameObject。UActorComponnet 相当于 Unity3D 中的 Component。
    

  • UStruct
    

    使用 UStruct 不需要从任何特定的类扩展，只需要使用 USTRUCT() 来标记 struct 就可以了。不像 UObject，UStructs 不会被垃圾回收。如果你动态创建了 UStruct 实例，你必须自己管理它们的生命周期。UStruct 主要用于简单的老的数据类型，其在 UObject 的反射支持下，可以在 Unreal 编辑器中进行编辑，可使用 Blueprint 进行操纵，可以序列化等等。
    

Diving Deeper Still

• Unreal Reflection System
  

  UE4 使用自己实现的反射来支持动态特性（垃圾回收，序列化，网络复制，以及 Blueprint/C++交互）。这些特性都是可选的，这意味着你必须为你的类型添加正确的标记，否则 Unreal 将会忽略它们，并且不生成反射数据。
  

  • UCLASS() 用于告诉 Unreal 为一个类生成反射数据。这个类必须从 UObject 派生
    
  • USTRUCT() 用于告诉 Unreal 为一个结构体生成反射数据。
    
  • GENERATED_BODY() UE4 会使用为该类生成的所有必要的样板代码代替这句话
    
  • UPROPERTY() 用于标记一个 UCLASS 或 USTRUCT 的成员变量可被用作 UPROPERTY。
    
  • UFUNCTION() 用于标记一个 UCLASS 或 USTRUCT 的成员方法可被用作 UFUNCTION。
    

  Unreal 会将所有生成的反射数据放置到 XXX.generated.h 头文件中。必须在对应类定义的头文件中包含该生成的头文件。
  

• Object/Actor Iterators
  
  • UObject 及其 派生类对象的遍历
    

    // 遍历当前所有 UObject 类型的实例
    for (TObjectIterator<UObject> It; It; ++It)
    {
        UObject* CurrentObject = *It;
        UE_LOG(LogTemp, Log, TEXT("Found UObject named: %s"), *CurrentObject->GetName());
    }
    
    // 遍历当前所有 UMyClass 类型的实例
    for (TObjectIterator<UMyClass> It; It; ++It)
    {
        // ...
    }
    
    // Tips:
    // 在 PIE 中使用对象迭代器会导致不可预期的结果，因为编辑器已经加载，所以对象迭代器不仅会返回为你游戏世界实例创建的 UObject 对象，也会返回那些只被编辑器使用的 UObject 对象。
    
    
    

  • AActor 及其 派生类对象的遍历
    

    APlayerController* MyPC = GetMyPlayerControllerFromSomewhere();
    UWorld* World = MyPC->GetWorld();
    
    // Like object iterators, you can provide a specific class to get only objects that are
    // or derive from that class
    for (TActorIterator<AEnemy> It(World); It; ++It)
    {
        // ...
    }
    

Memory Management and Carbage Collection

• UObjects and Garbage Collection
  

  在垃圾收集器中，有一个概念叫做根集合。根集合是一个对象列表，这些对象是收集器知道的永远不会被垃圾回收的对象。如果从根集合中任何一个对象到某个对象有一条引用路径，那么该对象就不会被垃圾回收，如果不存在这样的路径，那么该对象将会在垃圾收集器下次执行时被回收。引擎按照一定的时间间隔执行垃圾回收。
  

  任何存储在 UPROPERTY 中的 UObject 指针，都被认作一个引用。
  

  UCLASS()
  class MyGCType : public UObject
  {
      GENERATED_BODY()
  };
  
  void CreateDoomedObject()
  {
        // DoomedObject 不属于根集合，也没有存储在 UPROPERTY 中，所以会被垃圾回收
      MyGCType* DoomedObject = NewObject<MyGCType>();
  }
  

• Actors and Garbage Collection
  

  Actors 不会被通常的垃圾收集回收，Actors 会自动添加到根集合中。一旦生成，你在其上必须手动调用 Destroy(). 它们不会被立即删除，而是在下次垃圾收集阶段被清除，可以通过 IsPendingKill() 方法来检查一个 UObject 对象是否在等待被删除。
  

  UCLASS()
  class AMyActor : public AActor
  {
      GENERATED_BODY()
  
  public:
      UPROPERTY()
      MyGCType* SafeObject;
  
      MyGCType* DoomedObject;
  
      AMyActor(const FObjectInitializer& ObjectInitializer)
          : Super(ObjectInitializer)
      {
          SafeObject = NewObject<MyGCType>();
          DoomedObject = NewObject<MyGCType>();
      }
  };
  
  void SpawnMyActor(UWorld* World, FVector Location, FRotator Rotation)
  {
      World->SpawnActor<AMyActor>(Location, Rotation);
  }
  
  // 当 UObject 被垃圾收集后，所有引用它的 UPROPERTY 都会被设置为 nullptr
  if (MyActor->SafeObject != nullptr)
  {
      // Use SafeObject
  }
  

• UStructs
  

  就像前面提到的，UStructs 主要用作轻量级版本的 UObject。因此，UStructs 不能被垃圾收集。如果你必须使用 UStructs 的动态实例，你可以使用智能指针代替，我们在后面会谈。
  

• Non-UObject References
  

  通常 Non-UObject 也可以添加一个到对象的引用从而防止垃圾回收。想要这样做的话，你的对象必须从 FGCObject 派生并且从写它的 AddReferencedObjects。
  

  class FMyNormalClass : public FGCObject
  {
  public:
      UObject* SafeObject;
  
      FMyNormalClass(UObject* Object)
          : SafeObject(Object)
      {
      }
  
      void AddReferencedObjects(FReferenceCollector& Collector) override
      {
            // 使用 FReferenceCollector 手动添加一个强引用到 UObject。当对象被删除时，它的析构函数会被执行，该对象将自动清除它添加的所有引用。
          Collector.AddReferencedObject(SafeObject);
      }
  };
  

• Class Naming Prefixes
  
  • 从 AActor 派生的类使用前缀 A,例如：AController
    
  • 从 UObject 派生的类使用前缀 U,例如：UComponent
    
  • 枚举类型使用前缀 E,例如：ENortificationType
    
  • 接口类通常使用前缀 I，例如：IAbilitySystemInterface
    
  • Template 类使用前缀 T,例如：TArray
    
  • 从 SWidget 派生的类使用前缀 S,例如：SButton
    
  • 其他的类使用 F 前缀，例如 FVector
    

Naming Conventions

Portable Aliases for Basic C++ Types

表示世界中的玩家、朋友和敌人

使用玩家输入或 AI 逻辑控制 Pawns

显示玩家信息

设置和追踪游戏的规则

Framework Class Relationships

Primary scene classes

Material classes

Primitive components and proxies

FPrimitiveSceneProxy and FPrimitiveSceneInfo

Important FPrimitiveSceneProxy methods

Scene Rendering order

Relevance

Drawing Policies

Drawing Policy methods

Dynamic rendering path

Static rendering path

Rendering state grouping

Rendering state defaults

Development approach

Thread specific data structures

Performance considerations

Asynchronous

Blocking

Rendering resources

UObjects and Garbage Collection

Game thread FRenderResource handling

• Static resources
  

  下面是在 UE4 中，静态资源的交互如何被处理，以 USkeletalMesh 为例来说明：
  

  • USkeletalMesh::PostLoad
    
• Dynamic resources
  

Integration Steps

Skin Shading

Hair Shading

Eye Shading

Package game data inside .apk

方案一 使用 MacroLib 来定义公用的 Macro

方案二 使用 Function Lib 来实现公用的 Function

Tips

EventDispatcher 使用方法

EventManager 实现

Game Instance

Spawn Actor

Construct Object from class

Macro 命名规则

Func 命名规则

UI 命名规则

TODO WorldContext 是什么？

Macro Lib 中的 WorldContext 输入参数

Func Lib 中的 WorldContext 输入参数