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游戏引擎教程之仿照掠食&异形在UE4中独立布光

发布时间:2020-02-07 12:10:36

大家好,我叫张君亮,来自中国上海,目前是一名环境艺术家并就职于美国洛杉矶一家叫做3Blackdot的公司。去年到现在一直在参与Dead Realm(2015)项目中的灯光构建、场景美术资源的制作。事实上,我个人从15岁就开始接触主机游戏了,尤其喜欢3A游戏,因为3A游戏兼具高画质与游戏性,这给我提供了很多灵感以此来创建一些我自己的超赞的场景,所以我对游戏艺术可是真爱啊!

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为了达成我的目标,我从2010年就开始自学3D建模、材质贴图以及游戏引擎了。同时,我去了上海工艺美术职业学院学习游戏与互动媒体设计并获得了专科学位。我学到了很多关于2D以及3D的游戏艺术,譬如概设、2D&3D角色设计、场景模型、关卡设计。说老实话,那会我经常会遇到一堆的问题待解决。这其中最主要的原因是英语语言的限制,这件事困扰了我好久。我当时心想:“我怎么才能解决掉这个问题?” 是继续学习游戏美术还是暂时搁置一边开始学习英语呢?于是我选择了第二条路——学习英语,因为英语实在是太重要了。

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基本上,只要除去英语语言限制,我什么都能学,我花了将近一年的时间来学习英语,为了之后出国留学,在游戏公司中学习更高阶的CG技术。2014年9月份,我就去了纽约电影学院(NYFA)读了本科,专业学习游戏设计。自此,我开始对游戏行业中最新的工作流程熟悉起来,例如创建一个可重复利用的四方连续节点材质,设置合理的纹理密度,灯光构建,调色,着色器制作等等,同时,我也从很多专业的艺术家的教程里学到了很多。从NYFA毕业以后我又在3D场景以及灯光收获了很多经验,同时3BLACKDOT从A站上找到了我,他们说他们对我作品集很感兴趣,然后给我了一个测试,我用了不到两天的时间搞定了。然后,我就通过并入职啦,自NYFA毕业以后在这家公司从2016年实习一直到之后转正成为全职员工。

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(小新当时的测试,使用软件U3D、Substance Painter、Maya)

重建灯光

做这个重建灯光的工程主要是因为自己在A站看到了很多其他艺术家做的重构灯光的案例。所以为啥我就不能做一个呢,这种练习可以让我获得提升然后离我参与3A大作的梦想更进一步~我不能只依靠自己学习知识来达到一个更高阶的层次,也需要通过真正的3A项目来获得宝贵经验和技术。我开始尝试玩一些3A大作譬如Doom(2016),Prey(2017)以此找寻一些灵感跟想法。当我有了所有这些参考以及想法以后,我做了一个色板,在调色阶段帮助了我很多,这是今天分享的这个案例的起点。

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原则

一般说来,灯光这块对于艺术家来说通常是最难得环节,一个糟糕的布光将会破坏你前面花得所有功夫。首先,在不同氛围的场景中,我总是会遵循一个主要的原则。比如,如果你要通过构建灯光来做一个非常脱颖而出的场景,就需要在颜色上做出对比。这就需要建立一个主要以及次要的灯光设置,因为我们创建的是一个真实的3D环境,这就需要确保玩家能够在第一眼就看明白这个场景中到底发生了什么。第二点,务必不要做的太爆或者太暗,这会让玩家感到很困惑,一个游戏灯光艺术家不仅可以用灯光来指引玩家,同时也能够在不同的环境中营造不同的游戏氛围。

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在我这个 名为Prey 的灯光重构建的工程项目中,我主要用的是point lights 点光源以及spot lights聚光灯。好的聚光灯可以为环境提供很好的阴影效果,对主光源来说十分得有用 。我通常使用点光源作为环境光,因为它在亮暗之间提供了很好的过渡。

方法

正如我刚才说的,我从小就玩过很多3A大作,以及看了各种大场面的电影。我最钟意的游戏是育碧的Tom Clancy开发的《The Division》,我从他们的游戏场景中的灯光设置学到了很多。

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我通常在第一次设置灯光的时候就把注意力集中在玩家的第一视觉印象上来,这就意味着我需要把注意力集中在玩家乍一眼就能看到的灯光或者物体上,不论是电影还是游戏这将都是这块区域最重要的事情。然后我再去考虑次要的灯光,分别用冷暖光源色去表现主要&次要的灯光。

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在我的场景中,所有的灯光都是实时的,这里我做的工作就是用PBR材质来表现一种有视觉冲击力的画面。我为我的聚光灯添加了体积光,体积光能通过射出光束来给整个环境带来显著的效果。之后我添加了一些粒子系统,例如浮尘,这可以给玩家感觉整个场景的真实而生动的氛围。

尝试模仿Prey(掠食)的风格

对于 《Prey》整个场景灯光的设置,我在场景的中间用了两盏聚光灯,作为我的主要光源,然后用了点光源作为次要光源帮助主光源做好平缓的阴影过渡。同时用到了“Sphere Reflection Capture”来捕捉环境中金属材质反射出来的灯光信息,这样能给地板提供一种效果非常不错的反射。

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TIPS

我这里想分享一个关于Reflection Capture.反射捕捉&探针的小技巧,项目工程一般默认设置这个参数为128,而我把参数增加到了1024,这样我能得到比较准确又很好看的玻璃反射效果。

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这个参数就在项目工程设置里,你可以通过关键字resolution分辨率找到~

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(不同分辨率效果对比)

聚光灯设置

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这里聚光灯默认是打开了“Use Inverse Squared Falloff” 选项的,它可以提供一种非常漂亮的体积光的效果,聚光灯同时还可以很灵活的调试所有其它部分的细节设置。

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(开启&关闭“Use Inverse Squared Falloff”的区别)

调整后期设置为实现Prey(掠食) 风格光照 

一个完美的灯光离不开漂亮的后期设置,在我这个Prey场景中,我使用了达芬奇来做了一个颜色分级LUT,可以快速地帮助我提升画面色彩跟情绪的质量,之后我只需要在后期设置中简单的调试几个参数。

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(使用达芬奇DaVinci Resolve 14 制作一张很棒的颜色分级LUT)

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我简单的调整了色相饱和度参数往偏冷的亮蓝色偏移,对于这个场景非常合适,同时我又添加了一些暖色作为对比色,比如场景中橙色椅子的材质。

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我在后期设置中的颜色分级面板中增加了明度参数值

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(调试了一些镜头的特效)

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(UE4中设置景深效果)

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UE4中的渲染设置

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(UE4中有&剔除后期设置的效果对比)

对比下Liam Tart’s 的场景

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(灯光最后的效果)

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(只显示灯光的效果)

为了营造出类似Liam Tart的环境氛围 ,我想要做出一些电影里的灯光效果,我从很多的电影中收集灯光参考,主要从《银翼杀手》以及《异形》中汲取灵感,这两部电影对当前这个灯光重构建的工程很有帮助。一方面我想要在这个项目中利用到体积灯,于是我修改了初版的窗户,添加了很多的叶片,光线透过时就能够得到一个非常漂亮的体积灯效果,另一方面我在窗户外面添加了一个聚光灯以此可以增加体积灯的强度。

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(光线透过窗户所产生的体积灯效果)

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(为了更好的效果我增加了体积灯的强度)

为实现类似《异形隔离》的灯光后处理设置

在我的场景中,我使用达芬奇做了一张不错的颜色分级对照图表,之后只需要简单的调整后处理设置。

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我稍稍提亮了黄色来调整了对比色,这样会有一种泛紫的感觉,同时为场景颜色增加了一点暖色。

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(调试了一下镜头效果)

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(UE4中的景深)

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(UE4中渲染参数)

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(UE4中有&剔除后期设置的效果对比)

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(我也有尝试Bade Runner的灯光风格)

不同的材质是怎样与不同的灯光作用在一起的?

不同材质与灯光在一起作用时,我认为在真实世界中不同材质在不同的灯光作用下会产生很多不同的效果,游戏世界里我必须要做出这种感受。

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在这个《掠食》游戏场景中,我几乎修改了所有的材质设置,调整了金属材质的粗糙度参数,这可以让整个场景有非常漂亮的反射灯光的效果。

怎样让灯光构建成为整个场景中最有意思的环节?

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我通常通过灯光来讲述一个故事,因为不同的灯光颜色以及氛围能够给予玩家不同的感受,我一直站在玩家的角度来思考如何建立一个优秀的灯光效果,这对于一个灯光艺术家思考自己要给玩家营造出怎样一个色彩情绪氛围来说很有帮助。

来源:Thepoly