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1.8. 场景特效的应用

一、场景特效简介

在VRP 3D引擎中,场景特效主要用来模拟自然状态下场景周围的环境因素,让整个场景更加丰富和真实。场景特效包括雾效、LOD、粒子、后处理、天空盒、水面和气象。

单击“组件>特效”,用户可通过需要添加特效类型的组件到场景中。

二、使用技巧

方法一:单击“组件>特效”,用户可通过需要添加特效类型的组件到场景中。

方法二:在细节面板的“组件”页签,单击添加组件进行添加特效。

三、特效属性及应用

(一)雾效

在VR场景中,除了应用天空盒和太阳光晕来烘托场景的气氛外,还可以为VR场景添加雾效,以模拟大自然中的雾效。

单击“组件>特效>雾效”,用户可通过需要添加雾效到场景中;或者在细节面板的“组件”页签,单击添加组件进行添加。如图:

雾效的相关属性如图所示。

类型 说明
启用 勾选后即可开启雾效特效。
雾浓度 可调节雾的浓度。
雾高度 可调节雾相对于水平面的高度。
雾颜色 可修改雾的颜色。
衰减系数 可调节雾的衰减系数。用于雾浓度调节的补充。
体积光 支持开启体积光。体积光是很常用的一种光照特效,表现阳光透过空气中的细小颗粒(雾霾,灰尘)时产生的散射效果。
光晕外轮廓 开启体积光后,可调节体积光光晕外轮廓。
光晕内轮廓 开启体积光后,可调节体积光光晕内轮廓。
体积光精度 开启体积光后,可调节体积光精度。
体积光增强 开启体积光后,可调节体积光增强。

(二)LOD

LOD技术即Levels of Detail的简称,意为多细节层次。LOD技术指根据物体模型的节点在显示环境中所处的位置和重要度,决定物体渲染的资源分配,降低非重要物体的面数和细节度,从而获得高效率的渲染运算。

单击“组件>特效>LOD”,用户可通过需要添加到场景中;或者在细节面板的“组件”页签,单击添加组件进行添加。如图:

LOD的相关属性如图所示。

类型 说明
启用子节点生成 勾选后即开启LOD。
自动生成Mesh 可选择是否自动生成Mesh。勾选后即自动生成Mesh;也可选择手动配置相关Mesh信息。
低质量Mesh 填写低质量Mesh的文件名称。
高质量Mesh 填写高质量Mesh的文件名称。
切换距离 配置高质量Mesh和低质量Mesh切换的距离。

(三)粒子

单击“组件>特效>粒子”,用户可通过需要添加到场景中;或者在细节面板的“组件”页签,单击添加组件进行添加。如图:

粒子的相关属性如图所示。

类型 说明
形状 支持修改粒子的形状。包括球形、半球形、圆圈形、圆盘形和矩形。
方向 支持修改粒子运动的方向。包括向上和向外。
每秒粒子数 支持修改每秒粒子数。即每秒发射的粒子数量。
时间缩放 支持修改时间缩放。即发射速度倍增量。
重力 支持修改重力。
生命周期 可选择不同的运动速度变化方式。生命周期参数控制了粒子从发射到消失的时间。
曲线坐标 可选择不同的运动速度变化方式。坐标曲线或者位置变化曲线,该参数可控制粒子的运动轨迹。
曲线缩放 可选择不同的运动速度变化方式。坐标曲线或者位置变化曲线,该参数可控制粒子的运动轨迹。
曲线混合 可选择不同的运动速度变化方式。即颜色混合曲线,该参数控制粒子颜色的混合。
颜色 支持修改粒子的颜色。可设置开始、过渡和结束颜色,控制了粒子从出生到结束的颜色变化,包括透明度,共5个颜色。
纹理 支持修改粒子的纹理。

(四)后处理

单击“组件>特效>后处理”,用户可通过需要添加到场景中;或者在细节面板的“组件”页签,单击添加组件进行添加。如图:

后处理包括有SSR、景深、色彩校正、环境光、全屏泛光、抗锯齿、全局光照和阳光射线。

1.SSR

屏幕空间反射(Scene Space Reflection,SSR):可改变场景视图内材质表面反射的效果。此处控制整体场景的屏幕空间反射。

相关属性如图所示。

类型 说明
厚度测试阈值 支持修改厚度测试阈值,该值可调整反射细节的显示程度。一般来说,值越高,反射细节越多,但过高值也可能导致瑕疵,因此用户可根据场景需要设定合适值。范围为0.01-0.8.

2.景深

景深特效在人眼跟光学摄像设备上很常见。是指在摄影机镜头或其他成像器前沿能够取得清晰图像的成像所测定的被摄物体前后距离范围。可以简单的理解为,相机视点位置附近画面显示清晰,而视点位置附近以外的位置则画面模糊。

相关属性如图所示。

类型 说明
聚焦点距离 可调节聚焦点距离,调节该参数可以设置景深最远点与最近点之间的距离。范围为0.1-1000。
聚焦宽度 可调节聚焦宽度。范围为1-10。
聚焦衰减距离 可调节聚焦衰减距离。范围为1-5。
模糊次数 可调节模糊次数。该参数控制了背景模糊程度。范围为1-16。
模糊扩散程度 可调节模糊扩散程度。该参数控制模糊状态下物体颜色向周围侵染程度。范围为1-5。

3.色彩校正

相关属性如图所示。

类型 说明
色彩调节 色彩调节预设,默认模式为0即没有进行色彩调节,有½/¾四种不同模式。
亮度 支持调节亮度,通过调节该参数可控制画面的明亮程度。
对比度 支持调节对比度。对比度指的是一幅画像中明暗区域最亮的白和最暗的黑之间不同亮度层级的测量,差异范围越大代表对比越大,差异范围越小代表对比越小
图像抖动 支持开启图像抖动,常用于减轻HDR颜色之间的过渡。抖动处理通常被用在图像输出设备只能同时显示有限的灰度级的场合,它可以增加单色面板的灰度级和伪真彩面板的色彩数,对量化了的图像的色彩增强非常有效。
伽玛校正 又叫伽马非线性化或伽马编码,是用来针对影片或是影像系统里对于光线的辉度或是三色刺激值所进行非线性的运算或反运算。为图像进行伽马编码的目的是用来对人类视觉的特性进行补偿,从而根据人类对光线或者黑白的感知,最大化地利用表示黑白的数据位或带宽。在通常的照明(既不是漆黑一片,也不是令人目眩的明亮)的情况下,人类的视觉大体有伽马或者是幂函数的性质。如果不将图像进行伽马编码,那么数据位或者带宽的利用就会分布不均匀——会有过多的数据位或者带宽用来表示人类根本无法察觉到的差异,而用于表示人类非常敏感的视觉感知范围的数据位或者带宽又会不足。主要用于颜色线性空间和非线性空间之间的转换。
ACES色调映射 ACES是一种色彩系统,旨在标准化从各种输入源(胶片,CG等)管理色彩的方式,该参数可使场景获得电影效果的观感,它比中性色的对比度更高,并且对实际颜色的色调和饱和度有影响。

4.环境光

相关属性如图所示。

类型 说明
环境光遮蔽 支持开启环境光遮蔽。环境光遮蔽(Ambient Occlusion,AO),描绘物体和物体相交或靠近的时候遮挡周围漫反射光线的效果。直观上的感受主要体现在画面的明暗度上,未开启AO特效的画面光照稍亮一些;而开启AO特效之后,局部的细节画面尤其是暗部阴影会更加明显一些。
SSAO强度 可调节SSAO强度。SSAO(Screen Space Ambient Occlusion,屏幕空间环境光遮蔽),可以在实时运行的条件下较为逼真的模拟全局光照的渲染效果。范围为0-1。
SSAO半径 可调节AO半径。半径越大,参与AO计算的范围越大。
SSDO 支持开启SSDO。 SSDO(Screen Space Directional Occlusion,屏幕空间定向遮蔽)开启后,环境明暗对比更加明显,物体空间感更加强烈。

5.全屏泛光

使用全屏泛光效果后,画面的对比会得到增强,亮的地方曝光也会得到加强,画面也会呈现一种朦胧,梦幻的效果。

相关属性如图所示。

类型 说明
阈值 用于控制全屏泛光的强度。
软阈值 用于控制全屏泛光的强度。
模糊次数 可设置模糊次数,设置值越高,效果越明显。
抗闪烁 用于消除相机移动时的全屏泛光的闪烁。

6.抗锯齿

相关属性如图所示。

抗锯齿:抗锯齿(Anti-aliasing),由于在3D图像中,受分辨率的制约,物体边缘总会或多或少的呈现三角形的锯齿,而抗锯齿就是指对图像边缘进行柔化处理,使图像边缘看起来更平滑,更接近实物的物体。

类型 说明
FXAA 快速近似抗锯齿(Fast Approximate Anti-Aliasing),是一种典型的边缘检查取样操作。其原理是通过提取像素界面周围的颜色信息,通过混合颜色信息来消除高对比界面所产生的锯齿。
TAA TAA是一种更先进的抗锯齿技术,它可以将过去的几帧存储在历史缓冲区中,用于更有效的平滑边缘。这种技术可以很有效的在运动中平滑边缘,但是需要开启运动模糊,并且比FXAA更消耗性能。
FXAA&TAA FXAA和TAA两种模式都起作用。

7.全局光照

全局光照(Global Illumination,简称 GI),是指既考虑场景中来自光源的直接光照,又考虑经过场景中其他物体反射后的间接光照的一种渲染技术。

相关属性如图所示。

类型 说明
更新全局光照 设置是否进行全局光照的静态烘焙。默认开启,此时GI每帧都会更新;若不开启,只在初始化时计算一次体素,相当于静态GI烘焙。
GI强度 可调节全局光照的强度。
AO衰减 调节AO的细节表现。
AO透明度 调节AO的细节表现。
采样系数 改变全局光照采样的步径距离。
天光范围 可调节天光范围。天光指用以模拟(天空)日光照射效果的灯光。该参数的设置可参考GI box范围,一般范围越大,该参数值设置得越高。
光照范围 可选择光照范围。

8.阳光射线

阳光射线特效用于模拟亮度很高的光源被物体遮挡时所产生的径向光线散射效果,合理运用该特效能有效的提升游戏画面的真实感,例如透过密林向太阳的方向看,光线会透过树的枝叶产生一束束类似体积光的效果。

相关属性如图所示。

类型 说明
光线半径 可调节光线半径。
亮度阈值 可设置亮度阈值。该值设置得越高,过滤的亮度越多,光线散射范围越小;设置的越低,过滤的值越少,光线散射范围越大。

(五)天空盒

在VRP 3D引擎中,无论是制作室内的场景还是室外的场景,很多时候需要利用天空盒来烘托整个场景,让天空盒来作为场景的环境和背景,这样,制作的场景和环境就可以融为一体,表现更加真实逼真的效果。

相关属性如图所示。

类型 说明
辐照度图 支持更换辐照度图。用一个球体模拟天空,以辐照度图上各个位置点的亮度模拟天空各位置的光线强度计算场景天光漫反射。
环境贴图 支持更换环境贴图。
月亮贴图 支持更换月亮贴图。
大气渲染 可选择是否开启大气渲染。开启后会通过计算天空大气环境来替换环境贴图模拟的天空环境。
大气高度 可调节大气高度。
卷云密度 可调节卷云密度。
积云密度 可调节积云密度。
云层速度 可调节云层速度。
云层高度 可调节云层高度。
太阳尺寸 可调节太阳尺寸。
漫反射强度 可调节天光漫反射强度。
镜面反射强度 可调节天光镜面反射强度。
开启天光颜色 可选择是否开启天光颜色。
天光颜色 可调节天光颜色。

(六)闪电

点击“组件>特效>闪电”,用户可通过需要添加到场景中;或者在细节面板的“组件”页签,单击添加组件进行添加。如图:

闪电的相关属性如图所示。

类型 说明
闪电颜色 可调节闪电颜色。
闪电宽度 可调节闪电像素宽度。
闪电长度 可调节闪电长度。
迭代次数 可调节闪电分型的次数。
随机角度 可调节闪电随机时的角度。
最大偏移 可调节闪电最大的程度。
发光强度 可调节闪电发光强度。
明暗对比度 可调节闪电明暗对比程度。
闪电频率 可调节闪电频率。
注意:在添加闪电效果时,需要提前勾选后处理中的全屏泛光!

(七)水面

单击“组件>特效>水面”,用户可通过需要添加到场景中;或者在细节面板的“组件”页签,单击添加组件进行添加。如图:

水面的相关属性如图所示。

类型 说明
水面颜色 可调节水面颜色。
水流速度 可调节水流速度,即UV动画的速度。
水面UV重复 可调节水面UV重复。
反射模糊次数 可调节反射模糊次数。
反射模糊扩散 可调节反射模糊扩散。
叠加物体折射 可选择是否开启叠加物体折射。
菲涅尔缩放值、菲涅尔基础值、菲涅尔强度值 都是菲涅尔系数,当设置的基础值越小时,水面的反射较小,能清晰的看到水底;基础值越高时,水面的反射越强,倒影越清晰。
法线反射扰动 可调节法线反射扰动,该值设置得越高,水面波浪越大。
天空盒雾效 可选择是否开启天空盒雾效,开启后水面可以反射雾效。

(八)气象

单击“组件>特效>气象”,用户可通过需要添加到场景中;或者在细节面板的“组件”页签,单击添加组件进行添加。如图:

气象的相关属性如图所示。

可选择晴天或雪天两种模式。

三、特效应用实例

(一)环境编辑实例

以室外场景为例,进行天空盒、后处理、雾效、水面、气象特效使用示范。

1.导入“环境编辑教学案例”模型。

2.调节天空盒参数

①单击父节点“环境编辑教学案例”,在组件中可以看到此时“天空盒”的默认参数。

②除了可以在组件中调节天空盒参数,还可以在“资源管理器>预设>天空盒”中选择一个常用天空盒。

③例如单击“市区”的天空盒,将它拖入场景中,天空就变成市区的样子了。

④如果在组件中勾选“天空盒”中“大气渲染”,此时“天空盒”中辐照度图、环境贴图、月亮贴图中的贴图无法显示出来。

注意:“大气渲染”选项和“天空盒”中辐照度图、环境贴图、月亮贴图中的贴图无法并存。

⑤勾选“天空盒”中“大气渲染”,调节卷云密度参数、积云密度参数、云层高度参数、太阳尺寸参数、漫反射强度参数、勾选开启天光颜色——更改颜色。

调节卷云密度参数,数值越大,卷云的密度越大。

调节积云密度参数,数值越大,积云的密度越大。

调节云层高度参数,数值越大,云层越低,数值越小,云层越高。

调节太阳尺寸参数,数值越大,太阳尺寸越大。

调节漫反射强度参数,数值越小,漫反射越少,环境越暗。

勾选开启天光颜色,才能出现更改颜色的效果。(如橘色)

⑥天空盒效果完成。

3.调节后处理参数。

①勾选景深,会出现景深效果。

②调节“色彩校正”中色彩调节参数、亮度参数、饱和度参数、对比度参数。

选择不同模式的色彩调节。默认模式为0即没有进行色彩调节,有½/¾四种不同模式,可以根据实际情况进行选择。

调节亮度参数,数值越大,画面的明亮程度越大。

调节饱和度参数,数值越大,画面色彩的鲜艳程度越大。

调节对比度参数,数值越大,图像中明暗区域最亮的白和最暗的黑之间对比越大。

③在“环境光”中勾选环境光遮蔽,可以增强阴影效果,让渲染效果更加真实。

④在“全屏泛光”中勾选全屏泛光,为了让效果更明显,调节阈值参数和软阈值参数。

调节阈值参数,数值越小,泛光效果越明显。

调节软阈值参数,数值越大,泛光光线覆盖面越多。

⑤在“全局光照”中勾选全局光照,场景中阴影程度更高,调节GI强度参数、AO衰减参数、AO透明度参数、采样系数参数、天光范围参数。

调节GI强度参数,数值越大,全局光照的强度越大。

调节AO衰减参数,数值越大,AO的细节表现越多。

调节AO透明度参数,数值越大,AO的细节表现越多。

调节采样系数参数,数值越大,采样的步径距离越大。

调节天光范围参数,数值越大,天光范围越大。

⑥在“阳光射线”中勾选启用,调节光线半径参数和亮度阈值参数。

调节光纤参数,数值越大,太阳光光线半径越大。

调节亮度阈值,数值越大,过滤的亮度越多,光线散射范围越小。

⑦后处理效果完成。

4.调节雾效参数。

①在“雾效”中勾选启用。

②雾效效果完成。

5.调节气象参数。

①创建一个新的空物体。

②为了方便分辨,在“属性>名称”处更改空物体的名字——气象。

③选择空物体“气象”,在“组件>特效”中赋予它气象参数。

④在细节栏“组件>气象”中勾选启用,选择天气模式。

⑤例如选择“雪天”,不下雪的效果如下。

⑥将空物体“气象”的“属性>变换>位置”向上移动“200单位”,出现下雪效果。

⑦气象效果完成。

6.调节水面参数

①选择水面模型,在“组件>特效”中赋予它水面参数。

②在细节栏“组件>水面”中更改水面颜色,勾选天空盒雾效,效果如下。

③水面效果完成。

(二)粒子特效实例

以新建一个场景为例,进行粒子编辑特效示范。

1.新建一个场景。

2.制作火焰粒子。

①在场景中新建一个空物体。

②更改空物体的名字为火焰,并为这个空物体赋予粒子特效。

③在“组件>粒子>纹理”中添加粒子贴图。

④在“组件>粒子>形状”中更改形状——半球形。

⑤在“组件>粒子>每秒粒子数”中加大粒子数。

⑥在“组件>粒子>生命周期”中更改参数。

X,Y参数代表着粒子随机存在的时间范围。

⑦在“组件>粒子>偏移开始”中更改参数。

X,Y参数代表着粒子开始时随机出现的范围。

⑧在“组件>粒子>偏移结束”中更改参数。

X,Y参数代表着粒子偏移后随机出现的范围。

⑨在“组件>粒子>曲线缩放”中更改模式——圆形减速。

曲线缩放:该参数控制粒子的缩放。

⑩在“组件>粒子>缩放开始”中更改参数。

X,Y参数代表着粒子出现时随机的大小范围。

⑪在“组件>粒子>缩放结束”中更改参数。

X,Y参数代表着粒子偏移后随机的大小范围。

⑫在“组件>粒子>曲线混合”中更改模式——二次方加速。

曲线混合:即颜色混合曲线,该参数控制粒子颜色的混合。

⑬在“组件>粒子>颜色”中更改开始颜色、过渡颜色、结束颜色。

根据实际火焰来更改开始颜色、过渡颜色、结束颜色。

⑭火焰效果完成。

3.制作爆炸粒子。

①隐藏火焰粒子。新建一个空物体,更改名字——爆炸,并为这个空物体赋予粒子特效。

②在“组件>粒子”中更改参数。

更改形状为半球形。爆炸范围呈半球形。

更改方向为向外。爆炸效果是向外炸开的。

更改每秒粒子数参数,加大粒子数。

更改时间缩放参数,加快粒子变化速度。

更改生命周期参数,X,Y参数代表着粒子随机存在的时间范围。

更改曲线坐标模式,坐标曲线或者位置变化曲线,该参数可控制粒子的运动轨迹。

更改偏移开始参数,X,Y参数代表着粒子开始时随机出现的范围。

更改偏移结束参数,X,Y参数代表着粒子偏移后随机出现的范围。

更改缩放开始参数,X,Y参数代表着粒子出现时随机的大小范围。

更改缩放结束参数,X,Y参数代表着粒子偏移后随机的大小范围。

更改纹理,添加“烟雾”贴图。

③在“组件>粒子>颜色”中更改开始颜色、过渡颜色、结束颜色。

根据实际爆炸来更改开始颜色、过渡颜色、结束颜色。

④爆炸效果完成。

4.制作飞机尾焰粒子。

①隐藏爆炸粒子。新建一个空物体,更改名字——飞机尾焰,并为这个空物体赋予粒子特效。

②在“组件>粒子”中更改参数。

更改每秒粒子数参数,加大粒子数。

更改时间缩放参数,加快粒子变化速度。

更改生命周期参数,X,Y参数代表着粒子随机存在的时间范围。

更改偏移开始参数,X,Y参数代表着粒子开始时随机出现的范围。

更改偏移结束参数,X,Y参数代表着粒子偏移后随机出现的范围。

更改缩放开始参数,X,Y参数代表着粒子出现时随机的大小范围。

更改缩放结束参数,X,Y参数代表着粒子偏移后随机的大小范围。

更改纹理,添加“烟雾”贴图。

③在“组件>粒子>颜色”中更改开始颜色、过渡颜色、结束颜色。

根据实际飞机尾焰来更改开始颜色、过渡颜色、结束颜色。

其中颜色选项中,可以调节颜色的透明程度。

④根据实际需求,还可以在“属性>变换”中更改参数。

例如更改旋转参数。

⑤飞机尾焰效果完成。

5.制作水花粒子。

①隐藏飞机尾焰粒子。新建一个空物体,更改名字——水花,并为这个空物体赋予粒子特效。

②在“组件>粒子”中更改参数。

更改形状为圆圈形。水花范围为圆圈形状。

更改方向为向外。水花效果是向外炸开的。

更改每秒粒子数参数,加大粒子数。

更改重力参数,数值越大粒子下落弧度越大。

更改生命周期参数,X,Y参数代表着粒子随机存在的时间范围。

更改曲线坐标模式,模式改为圆形加速。坐标曲线或者位置变化曲线,该参数可控制粒子的运动轨迹。

更改偏移开始参数,X,Y参数代表着粒子开始时随机出现的范围。

更改偏移结束参数,X,Y参数代表着粒子偏移后随机出现的范围。

更改缩放开始参数,X,Y参数代表着粒子出现时随机的大小范围。

更改缩放结束参数,X,Y参数代表着粒子偏移后随机的大小范围。

更改纹理,添加“烟雾”贴图。

③在“组件>粒子>颜色”中更改开始颜色、过渡颜色、结束颜色。

根据实际水花来更改开始颜色、过渡颜色、结束颜色。

其中颜色选项中,可以调节颜色的透明程度。

④水花效果完成。

6.制作球形烟花粒子。

①隐藏水花粒子。新建一个空物体,更改名字——球形烟花,并为这个空物体赋予粒子特效。

②在“组件>粒子”中更改参数。

更改方向为向外。烟花效果是向外炸开的。

更改每秒粒子数参数,加大粒子数。

更改时间缩放参数,加快粒子变化速度。

更改生命周期参数,X,Y参数代表着粒子随机存在的时间范围。

更改曲线坐标模式,模式改为指数减速。坐标曲线或者位置变化曲线,该参数可控制粒子的运动轨迹。

更改偏移开始参数,X,Y参数代表着粒子开始时随机出现的范围。

更改偏移结束参数,X,Y参数代表着粒子偏移后随机出现的范围。

更改缩放开始参数,X,Y参数代表着粒子出现时随机的大小范围。

更改缩放结束参数,X,Y参数代表着粒子偏移后随机的大小范围。

更改纹理,添加“烟雾”贴图。

③在“组件>粒子>颜色”中更改开始颜色、过渡颜色、结束颜色。

根据实际球形烟花来更改开始颜色、过渡颜色、结束颜色。

其中颜色选项中,可以调节颜色的透明程度。

④球形烟花效果完成。

7.制作烟雾粒子。

①隐藏球形烟花粒子。新建一个空物体,更改名字——烟雾,并为这个空物体赋予粒子特效。

②在“组件>粒子”中更改参数。

更改生命周期参数,X,Y参数代表着粒子随机存在的时间范围。

更改偏移开始参数,X,Y参数代表着粒子开始时随机出现的范围。

更改偏移结束参数,X,Y参数代表着粒子偏移后随机出现的范围。

更改纹理,添加“烟雾”贴图。

③在“组件>粒子>颜色”中更改开始颜色、过渡颜色、结束颜色。

根据实际烟雾来更改开始颜色、过渡颜色、结束颜色。

其中颜色选项中,可以调节颜色的透明程度。

④烟雾效果完成。

8.常规粒子效果完成。