Unreal Engine4(虚幻4)学习心得-Ambient Cubemap 环境立方体贴图

Unreal Engine4(虚幻4)学习心得-Ambient Cubemap 环境立方体贴图

创建项目

如何创建新的项目在这里就不做过多说明了，打开UE4 Editor，就可以选择是创建blueprint项目，还是C++项目。

• blueprint蓝图项目
  blueprint蓝图项目，使用图形化编程方式，供非程序员可以不通过代码，就可以做出一个不错的UE4项目，可以用作demo，甚至是上线项目使用。
• C++项目
  C++项目，也就是通过代码来完成一个项目的开发。不过其实说白了，蓝图中使用到的函数、变量，都是底层C++写好之后，选择性的暴漏给蓝图的。

创建了项目之后，从Editor左侧将一些static mesh、light之类的拖到关卡编辑器中，点击播放，也就可以看到场景的效果了。

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Ambient Cubemap 环境立方体贴图

• 用处
  在标准光照模型（Blinn-Phong模型）中，进入摄像机的光线分为4种，自发光、高光反射、漫反射、环境光。其中环境光适用于描述物体所收到的间接光照的。而Ambient Cubemap用于高质量光照环境的立方体贴图。
• 实现方式
  其实就是对物体的六个方向拍照，得到一个cubemap，然后根据不同的光泽度，生成不同模糊程度的图片保存在不同mipmap中，然后根据物体的粗糙度、法线等因素，在shader中针对cubemap编写算法，然后将计算出来的结果，参与最终颜色的生成上。
• 注意事项
  由于环境光并非一般的方向光，可以认为它的光照来自四面八方。所以不能对其使用shadow map，而只能使用SSAO，建议与带阴影的动态光照产生的直接光照组合使用。
• UE4中的使用方法
  很多地方可以使用Ambient Cubemap，这里只说一种使用方式：在后处理中对全场景使用ambient cubemap：
  
  1. 首先在关卡中拖进一个Post Process Volume，并对其Unbound属性的checkbox进行勾选，目的是是的这个后处理将影响整个世界
     
     1. 如果不将Post Process Volume与整个世界关联，也可以不勾选其Unbound选项，而是调整其blend Radius即可
  2. 在Post Process Volume的Settings的Ambient Cubemap属性中，赋给其一个Cubemap Texture（），设置其Intensity，用于影响其光的强度，设置Tint用于影响颜色。
     
     1. 这里赋予的Cubemap就是我们刚才一直说的ambient cubemap，这里用的是预先准备好的cubemap，其实也可以在游戏中生成cubemap，但是会比较耗费性能
     2. Intensity和Tint这俩属性与原生的Ambient Cubemap算法无关，只是UE4给这个算法添加的两个属性，用于，比如我们准备了一个场景白天时候的Ambient Cubemap，然后可以通过修改这个Intensity和Tint，然后不修改Cubemap，就可以获取到这个场景晚上的Cubemap了。
  3. 设置世界中物体的材质，将其金属度设置为1，这个值是用于blend直接光和cubemap的，值越高，cubemap的比重越大；将其粗糙度设置为0，这样将使用清晰的Cubemap mipmap。
     
     1. 在这里还可以设置法线，但是一般使用默认法线就好，如果设置其他法线可能会造成扭曲的效果
     2. 这里还能获取到上一步设置的Ambient Cubemap Intensity和Tint，用于设计更复杂的算法
• UE4源码中相关的类
  FCubemapShaderParameters：
  
  • 成员变量
    
    1. AmbientCubemapColor，由于AmbiendCubemap的实际使用方法还是将Cubemap中的RGBA值采样出来，参与到最终颜色的计算，所以通过设置这个参数，可以设置使用Cubemap的哪几个通道，各个通道采样的比例、颜色偏移等
    2. AmbiendCubemapMipAdjust，由于需要根据绘制物体的粗糙度等因素，计算出来使用cubemap的哪层mipmap，而设置这个参数，可以对此进行修正
    3. AmbientCubemap和AmbientCubemapSampler用于指定Ambient Cubemap指的Cubemap texture。
  • 成员函数
    
    1. 函数Bind，用于将4个成员变量与shader中对应的变量进行bind
    2. 函数SetParameters/SetParametersTemplate通过给4个成员变量赋值进而给shader中的对应变量赋值
  • 使用位置
    
    1. PostProcessAmbient类，正如刚才举到的例子，后处理中可以使用Ambient Cubemap，所以在这个后处理类中使用到了该类。
    2. FInjectAmbientCubemapPS类。