球体环境

球体环境

VRED 提供了两种环境节点。一个从纹理文件中获取其表达和照明行为，另一个根据世界时间和位置模拟太阳的位置。

“环境”节点提供一个应用了纹理的环境，其地面具有阴影平面。其纹理影响所有场景相关材质的表示。创建对话框要求提供这一纹理。它将自动生成半球体和阴影平面。

环境将真实的反射和光源添加到场景中。为此，请在真实光照材质中使用球体环境。它们可为所指定的真实光照材质提供预计算的基于图像的照明 (IBL)。可以使用球体环境的设置调整真实光照材质的照明。可在“材质编辑器”中将每个球体环境指定为每个真实光照材质的输入节点（请参见“常规真实光照材质设置”>“公用”>“环境”）。在 OpenGL 渲染模式下，球体环境是单面着色器。

球体环境从纹理文件中获取其表示和照明行为。

材质编辑器环境属性

环境材质

  • 环境 - 加载要用作光源的 HDR 图像。HDR 图像将用作环境，在 OpenGL 渲染中，将在反射曲面上反射它。在光线跟踪渲染中，将在曲面中反射三维空间。也可以加载 LDR（.png 和 .jpg）。

    单击 “浏览”图标 以查找并指定纹理。指定纹理后，路径和文件名将显示在左侧的字段中。

  • 使用图像序列 - 当在“使用纹理”框中加载图像序列时，选择该选项。使用图像序列作为纹理。将根据文件名和图像编号生成序列的图像名称。使用“曲线编辑器”设置图像编号的动画。转到“动画”>“时间轴”。单击“播放”以查看材质上的动画图像序列。

    注意：

    对于要视作图像序列的一组图像，必须至少存在两个名称相同、数值递增的图像。所需的命名格式包括名称、数字和扩展名。例如，image000.png image01.png。

  • 帧偏移 - 设置使用图像序列时的图像编号偏移。图像序列将加载到“使用纹理”中，并且“使用图像序列”处于选中状态。

  • 内嵌图像序列 - 将图像序列内嵌到 .vpb 文件中。选择此项后，加载的图像序列将打包在 .vpb 文件内。如果 .vpb 移至另一台计算机，图像序列不需要单独移动。

  • 光泽质量 - 定义预计算的光泽 IBL 的质量。此外，还可将其用于预计算的光线跟踪模式。这不适用于完整的全局照明。这些条目在内部指定每像素采样数，并与以下值相对应：

    • 低 - 256 个采样

    • 中等 - 512 个采样

    • 高 - 1024 个采样

    • 超高 - 2048 个采样

      值越高，生成的视觉质量越好。值越低，计算速度越快。

  • 环境几何体 - 选择当前环境的几何形状。半球体、球体和立方体形状可用作预设；“自定义”允许加载外部几何体文件。
  • 几何体文件 - 将自定义文件作为环境几何体加载。

  • 可见 - 切换环境的主可见性。设置为不可见的环境材质仍可以照亮场景对象（如果启用它以用作光源），并且仍可用于光线跟踪中的镜面反射。

  • 由内向外翻转 - 翻转环境球体的法线。这将更改环境几何体是可以从内部还是外部查看。

  • 阴影平面可见 - 启用或禁用地面上的阴影平面。启用该选项可查看阴影。

阴影和照明

  • 阴影光源 - 设置显式光源的数量。有 256 个光源可用。

  • 仅使用光源 - 选中后，只有用于环境的阴影光源用于照明。必须在“阴影光源”选项中至少输入一个光源才会产生效果。在“光线跟踪设置”选项卡上，将“照明”设置为“实心球”以从地面获取照明。

  • 地面阴影强度 - 设置生成的光源在阴影材质上的阴影强度。

  • 贴图过滤半径 - 在 OpenGL 中设置用于过滤阴影贴图查找的半径。

  • 贴图分辨率 - 设置 OpenGL 阴影贴图的质量。值越高，质量越好。

HDR Light Studio

可以使用 Lightmap LTD 的 HDR Light Studio 以交互方式创建球体环境的 HDR 图像。如果演示版或完整版的 HDR Light Studio 在启动时检测到 VRED，则 GUI 的这一部分可见。

视频字幕：VRED 使您可以直接连接到 HDR Light Studio。打开“材质编辑器”，选择“DefaultEnvironment”，并将其设置为可见。打开“HDR Light Studio”部分，通过“编辑和加载设置”启动 HDR LS 插件。创建一个灯光并改变它的位置。您会立即在 VRED 窗口中看到更新。创建所需数量的灯光，并将它们放置在另一个位置。最小化 HDR Light Studio。您可以在 OpenGL 和光线跟踪中使用 HDR LS。在工具栏中激活“光线跟踪”。在 VRED 中，您也可以使用灯光绘制来放置灯光。激活 LightPaint 并选择模式“反射绘制”，以便在镜面反射材质上安排高光的镜像。使用 Shift + 左键单击几何体，可以将灯光直接放置在渲染窗口中。在 HDR Light Studio 选择另一种灯光。直接选择“照明绘制”来照明漫反射材质。按住 Shift + 左键单击漫反射材质。在 HDR Light Studio 选择另一种灯光。选择“边缘绘制”，以便直接在环境中放置灯光。您可以用 Shift + 左键单击直接定位您的光源。按住 Shift + 右键单击可让您始终选择想要调整的灯光。这样，您可以在 VRED 渲染窗口中选择和移动灯光，而无需打开 HDR Light Studio 曲面。

  • 编辑和加载设置 - 打开 HDR Light Studio，并尝试加载为这种材质保存的项目。如果以前没有针对这种材质保存过项目，将以空白画布开始。将替换当前的 HDR 图像。在 HDR Light Studio 画布上所做的所有更改会立即应用于连接的 VRED 球体环境的 HDR 图像。

  • 保存设置 - 在内部保存当前所编辑的球体环境的 HDR Light Studio 项目。

  • LightPaint - 自 HDR Light Studio 版本 4.0 起，此功能已可用。通过在 VRED 中集成 LightPaint，您可以直接单击 VRED 渲染窗口，以在 HDR 图像中定位光源。

    例如，当前光源在该位置反射。有关不同的绘制模式的详细信息，请参考 HDR Light Studio 手册。选择三个绘制模式之一，激活 VRED 渲染窗口中的绘制工具。按住 Shift 键并在场景中单击以将所选光源放置在 HDR Light Studio 画布中。按住 Shift 键并在场景中单击鼠标右键以选择光源。活动绘制模式用于确定 HDR 贴图中的灯光节点。

  • 外部 UI - 包含两个按钮，用于使用区域灯光和 HDR Light Studio。

    • 显示 - 显示 HDR Light Studio 窗口（如果先前已关闭）。

    • 退出 - 关闭 HDR Light Studio 后台进程 (HDRLightStudio.exe) 并释放许可。在 HDR Light Studio 中完成所有编辑并保存 HDRI 后，单击“退出”按钮可释放 HDR Light Studio 许可以供他人使用。

颜色校正

  • 将 RGB(1.1.1) 映射到 - 仅当启用了光度学参数时才可用。将 RBG 值映射到选定的选项。从 1、100、10000（真实）或自定义值（cd/平方米）中进行选择。

  • 亮度映射 - 仅当启用了光度学参数时才可用。定义图像中的 RGB 白色所指的内容。由于没有定义 HDR 文件中的白色实际表示什么，因此这是一种将不同 HDR 的基线设定到相同级别的方法。

  • 曝光 - 设置 HDR 结果的缩放系数。它控制来自环境节点的照明和反射对场景中任何对象的影响。阈值 1.0 会精确诠释纹理；而低于/高于该值的值会使所有对象变暗/变亮。设置 HDR 图像的曝光水平。曝光水平越高，用于计算图像的灯光强度的快门周期序列越长。

  • 白平衡 - 设置摄影机的白平衡颜色温度。较小的值可将摄影机平衡到较低的颜色温度，从而创建较冷的颜色（淡蓝色）。较大的值可将摄影机平衡到较高的颜色温度，从而生成较暖的颜色（淡黄色）。6500K 是大多数显示器的 sRGB 标准。

  • 色调切换 - 在色调颜色范围内均匀地切换 HDR 图像中的所有颜色，从而以度为单位设置色调切换。

  • 对比度 - 将浅色和深色值进一步分开，从而设置颜色对比度。

  • 亮度 - 通过应用颜色校正矩阵、提高整个 HDR 图像的颜色值以及设置颜色亮度，设置作为颜色校正一部分的缩放系数。在按曝光缩放之前，它将应用于图像。

  • 饱和度 - 设置 HDR 图像的饱和度。

  • 反射饱和度 - 设置当 HDR 图像反射在任何曲面时 HDR 图像的饱和度。

变换

可以使用变换参数设置球体环境材质的球体投影的来源。

  • 环境大小 - 设置投影的大小。纹理默认设置为无限投影深度并覆盖整个对象。可以通过限制投影范围将纹理限制到对象的一侧。将投影大小的 Z 值从零（无限）更改为其他值可实现这种限制。

  • 中心 X、Y、Z - 设置投影中心的 x、y 和 z 坐标。

  • 旋转 X、Y、Z 轴 - 设置投影平面的 x、y 和 z 轴旋转角度。

  • 缩放 X、Y、Z 轴 - 设置投影平面的 x、y 和 z 比例因子。借助于缩放值，可以在任何坐标轴上拉伸和挤压图像投影。

  • 操纵 - 在渲染窗口中激活/取消激活交互环境纹理操纵器。此功能需要在“场景图形”中进行选择，并在“材质编辑器”中进行单选。使用它可以旋转、缩放和平移环境材质。

    “环境变换”部分中的“操纵”按钮

  • 对象中心 - 设置投影球体的中心。要自动居中投影轴，请选择一个对象并按“获取中心”。选定对象的中心将用作投影球体的轴。

光线跟踪

这些设置仅在光线跟踪模式下生效。

  • 在反射中可见 - 设置反射中的环境可见性。对于场景中的高反射材质，要禁用环境的反射，请禁用“在反射中可见”。

  • 用作光源 - 禁用后，将不计算漫反射或光泽照明。仅应将一个可见环境用作光源，否则 VRED 不知道要将哪个环境用作光源。

  • 使用精确几何体 - 选中此选项后，将在“预计算 + IBL”和“完整的全局照明”模式下使用真实环境几何体以提高漫反射和光泽照明的精度（与默认的有限球体环境相比，性能降低 20-25%）。默认情况下此选项处于禁用状态，因此所有的漫反射和光泽反射都将基于虚拟的环境球体进行计算。

    注意：

    仅漫反射和光泽环境反射支持此选项。

  • 发射光子焦散 - 激活/停用发射焦散。允许 HDR 发射焦散（由曲面或曲线式对象反射或折射的光线，或者光线投影到另一个曲面上）。焦散模式（光子跟踪模式为“焦散 + 间接”）。仅在带焦散的完整全局照明模式下支持。

  • 过滤采样焦散 - 限制焦散光线路径的能量，以避免路径跟踪中出现过多噪波。

  • 重要性贴图质量 - 根据环境调整重要性贴图的分辨率。

    提示：

    添加了以下 Python 脚本来处理重要性贴图：getImportanceMapQuality() 和 setInteractiveIblSamplingQuality(value)。

  • 各向异性 - 设置纹理过滤的各向异性值。

  • 材质 ID - 设置渲染过程渲染的材质 ID。

  • 阴影 - 定义用于照明模式（预计算 + 阴影）下环境阴影的阴影、阴影材质上的阴影以及为环境生成的阴影光源的阴影。

    • 上半球 - 基于环境的上半球生成阴影。

    • 实心球 - 基于整个环境球体生成阴影。

  • 覆盖 IBL 采样质量 - 如果启用，这一设置将覆盖用于环境贴图采样的全局 IBL 采样质量。

    • 交互 - 设置交互 IBL 采样质量。

    • 静帧 - 设置静帧 IBL 采样质量。

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