虚幻引擎5!制作多种情绪的实时科幻天气系统流程分享!-丨CG小苏...
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发布于 2025-2-13 19:18:45

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         作者:Marek Zaranski   作者网站:https://www.artstation.com/artwork/y40keK
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Marek Zaranski 对气象站项目进行了分析,讨论了如何使用虚幻引擎 5 创建一个实时天气系统,该系统包含五种天气类型和各种情绪,其灵感来自老式科幻视觉效果。
介绍
                                 大家好,在深入介绍这个项目之前,让我先简单介绍一下自己。我叫 Marek Zaranski。我是一名技术艺术家,也是位于波兰克拉科夫的 Drago Entertainment 环境艺术团队的负责人。从我记事起,我就对艺术有着强烈的兴趣——音乐、书籍、绘画等。我曲折的游戏艺术之旅让我涉足了一些外国和艺术形式。从克拉科夫的大学毕业后(主修与艺术完全无关的专业),我当时的女友(现在的妻子)和我有机会在英国伦敦和美国芝加哥生活、工作和学习。在伦敦,我参加了几门家具设计课程,这是我第一次接触 3D 软件——CAD 工具 SOLIDWORKS。我认为这种非破坏性、模块化、参数化工作流程的首次体验对我至今的艺术创作方式产生了重大影响。这就是技术艺术如此吸引我的原因。毋庸置疑,我花了数年时间,在作品集上付出了很多努力,才获得了第一份工作。

进入这个行业后,道路变得更加清晰。我很幸运地加入了一家公司,让我拓展了知识和激情。最终,我同时成为了环境艺术主管和技术艺术家。创建管道、创意和技术规划/解决问题以及反馈循环——现在占据了我大部分的职业时间,我很喜欢它。
气象站项目
                                 我之所以想做这个项目,是为了解决每次创作个人作品时都会遇到的问题。我通常会同时在几种情绪设置、照明场景和天气条件下进行创作。我一直缺乏一个易于使用的系统,既能在编辑器中工作,又能在实时游戏条件下工作,本质上是一个当前工作进度的“保存系统”,让我可以轻松地回到场景的先前状态。 其他考虑因素和目标一个人就能管理的岩石、树叶和其他道具的管道——由于项目范围很大,创建这样的管道至关重要。我必须只专注于我想要展示的东西,同时为自己设定一个现实的质量标准。创建一组可靠的小型工具,让我能够集成局部灯光、VFX、原始对象(网格)、贴花等,以配合天气系统。模块化——系统必须能够轻松转移到我未来的其他项目中,而无需带走每个项目的资产。创建一个不受现实主义束缚的复古科幻场景,让我测试我能将系统推到多远。我以为我正在创建一个系统,该系统考虑到了一些实际的游戏级问题,例如 CPU 和 GPU 的合理优化、与角色的交互等。我知道这部分需要付出很多努力,迫使我做一些实际上无法在静态照片中呈现的工作。然而,我对为了静态照片而创建任何东西都不感兴趣。 [micxp_wxonkey]wxv_3850653545156395010[/micxp_wxonkey]我非常仔细地计划了一切,但没有给自己设定特定的截止日期,因为我还决定将这个场景作为指导案例研究。这个项目受益于我在指导过程中获得的见解和指导,让我能够从不同的角度看待我的场景。我学到了很多东西。  
天气系统如何运作
                                 在本段中,我将深入探讨系统的内部工作原理。对某些人来说,这可能有点技术性,但我会尝试通过使用思维导图可视化重要部分来简化它。我花了很多时间进行研究和参考资料收集,最终确定了五种天气的概念,这些天气大致受到一些特定的电影镜头、书籍封面或游戏艺术的启发,所有这些都植根于科幻类型(具有强烈的星球大战影响)。我将它们命名为:晴朗天空灰蒙蒙BR2049杰达的崛起空间不足在后面的出版物中,我会提到这些名字。可能的天气/心情:

当然,天气系统的核心是管理器。它控制天气持续的时间以及何时和如何变化。

我将提供天气间过渡的组件称为 Smooth Operator。它允许我加载、卸载和混合每个天气独有的参数、变量和设置,并存储在通用天气抽象类的子类中。Smooth Operator 组件由六个模块组成,用于控制场景特定部分的变化,如天空、云、后期处理等。

要从编辑器级别运行系统,我使用一个主编辑器实用程序小部件:[micxp_wxonkey]wxv_3850657359659532291[/micxp_wxonkey]

虽然最终所有模块(功能)都会在各种天气/环境下使用,但从项目开发的角度来看,情况看起来有点不同。每种情绪的艺术需求迫使我添加越来越多的模块(功能)。更多模块 = 更多独特天气的独特变量。 简而言之,艺术需求是技术解决方案的主要驱动力,而不是相反。晴朗的天空日光和傍晚 - 基线情绪和色彩校准这可能是所有天气效果中最默认的,因为几乎不涉及颜色分级。目标是实现褪色照片的复古、几乎冷酷、老派风格。这是第一个天气/情绪的场景,它为纹理平衡提供了基准。在创建它时,太阳在中午落下,以获得更好的色彩可见度。我还将反照率值调整到适当的 PBR 范围。云、天空、阴影和场景的其他关键部分也是如此。



当然,纹理 PBR 校准主要是在基础颜色、缓冲区可视化窗口中完成的。

关于颜色调整过程的文章有很多。在页面底部,我附上了一些我认为非常全面和有用的链接。在我接触任何其他有时更复杂的情绪之前,进行 PBR 调整非常重要。虽然“黄金时段”通常会提供“令人心动”的视觉效果,但它们也往往会掩盖纹理的真实值。一旦纹理和其他通道的值更接近其最终形式,我便开始使用晴空晚间模式。



所有晴空天气照片的一些参考:

对于营造深夜氛围而言,最重要的是高空雾造成的天空独特渐变。《绝地归来》是其主要灵感来源。数值上的明显差异是整个项目经过多次迭代的结果。在这些本应互不相干的灯光设置之间平均饱和度和亮度是需要考虑的事情。

阴天和场景元素仅在特定天气下出现我的天气系统的功能之一是根据所分配的天气/心情“显示”和“隐藏”场景元素(自定义演员)。这个功能的一个很好的例子是阴天天气(我 7 岁儿子最喜欢的)。



从本质上讲,它的颜色非常单一。在项目制作的后期,Discord 社区服务器上的一位艺术家——DiNusty's Empire 向我指出了这一点。我决定添加充满熔岩的自定义陨石坑。目标是提供一些与图片整体色调形成对比的细节。我在 Gaea 中创建了侵蚀网格,并将它们分配给阴天天气。

网格是从 Gaea 导出的,带有自定义主材质所需的几个蒙版:

阴沉的傍晚心情:[micxp_wxonkey]wxv_3850667872011010050[/micxp_wxonkey]




RB2049 天气 - 每种天气的独特后期处理
                                 很长一段时间以来,我都想从丹尼斯·维尔纽夫的最新电影《银翼杀手》中汲取灵感,米奇·保尔森是这部电影的调色师。我是他参与制作的许多电影的忠实粉丝,可能是潜意识里被他的艺术所吸引。BR2049 天气:



从艺术角度来看,BR2049 氛围最具挑战性的部分是色彩分级和平衡雾值。对我来说,这种氛围应该是由光子的一些极端 MIA 散射产生的。沙子和可能的放射性云层散射白光,在直接照明的区域留下大部分红色光谱。仅使用散射方法很难复制这个过程,我不得不求助于一些极端的后期处理。从技术艺术角度来看,这种情绪迫使我在我的天气系统中添加了一个后处理模块。我尝试了一些实时混合的想法。最终,我决定使用两个独立的(未绑定的)后处理体积,并在天气变化时混合它们之间的权重。这是我能制作的唯一可靠的方法,不会产生任何视觉错误。下图通过六个简单步骤说明了该过程:

杰达崛起天气:




全局着色模块 – 为每种天气独特地着色大量纹理
                                 我要谈论的天气系统的最后一部分是全局着色模块。它针对给定的天气实时调整特定纹理组的饱和度和色调。每个资产(材质实例)都设置为 4 个组之一:
1. 平面
2. 垂直
3. 平面树叶
4. 垂直树叶听起来可能有点抽象,但总体来说,这是一个非常简单的概念。例如,景观材质中的沙层在 Flats 组中,气象站在 Verticals 组中。所有草和小灌木在 Flats Foliage 组中,树木和大灌木在 Verticals Foliage 组中。每个组的基础颜色和饱和度值由参数集合单独控制。然后,参数集合本身由天气系统控制。

一个简单的材质函数使我能够将材质连接到参数集合并为特定资产选择正确的组。

结果让我能够快速分别控制每种天气的大量资产。 阴天天气下资产的基色:

杰达崛起天气中的基础颜色(请注意,除了沙子略有色调外,大多数值保持不变):

Out Of Space 天气的基本颜色:

吉达天气的上升,深夜:



《外太空》的定场镜头,日光:

在此过程中我创建的一些其他工具/资产:景观材料及其所有功能显示加载天气状态的游戏内小部件提供将天气系统与场景元素连接起来的 RVT 功能的各种功能各种主材质,例如宇宙飞船主材质、位移宏观景观细节主材质等。自制的局部雾演员,可选择响应太阳方向的假神光。宇宙飞船和古代气象站本身使用的第三方工具/资产我使用了超动态天空插件、一组来自 Minerva 项目的纹理、两组来自 Megascans 的纹理、一些来自 NASA 和 Turbosquid 的行星反照率以及一种来自 DaFont.com 的字体。
结论和提示
                                 我想借此机会向那些像我以前一样仍在寻找自己道路的人们伸出援手。我第一次接触 3D 软件(在伦敦)两年后,我在芝加哥一家小型定制家具店工作。我有机会通过木工来练习我的手工技能,并在完成工作所需的各种 3D 软件上练习我的 3D 设计技能。其中之一就是 Autodesk MAYA。这就是最终让我走上游戏开发职业的兔子洞。所以,如果你是一个正在考虑从事游戏开发职业的爱好者,或者你已经下定决心并开始着手制作作品集,我有一些对我有用的建议。付费学习。根据我的经验,付费课程的质量可能要高得多。制作这些课程的人知道自己在说什么。他们也可能会投入更多精力以有意义的方式准备他们分享的信息。另一方面,你可以在流媒体平台上找到大量免费资料。那里的信息往往是零散的、非常有条件的,有时质量很差。当然也有很多例外。我只是说,如果你把时间和精力投入到更好的课程上,你就有更大的成功机会。寻求指导。付费指导对我而言不止一次奏效。还有很多选择。对我来说,导师联盟和 DiNusty's Empire 都非常好。投资自己;它会带来回报。最后,我要感谢一路支持我的人:那些让我亲眼看到艺术的导师。其中一位导师是了不起的克里斯·拉德斯比,他在我职业生涯的早期帮助我整合了我所有的各种经验,还有我亲爱的妻子卡罗琳娜,她忍受我熬夜做项目。链接:PBR 的反照率值:
PBR、色彩空间转换和反照率图表https://www.artstation.com/blogs ... and-albedo-chartPBR 反照率指南,适用于照明艺术家(但不仅限于此)https://www.linkedin.com/pulse/p ... ts-only-ron-haimov/导师制:
导师联盟
DiNusty 的帝国如果您想联系我,您可以通过LinkedIn或电子邮件联系我。





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