## 前言
动态光照需要使用多种照明技术协同工作，这一点与只需要LightMass的静态光照不同。所以这一章，我将会总结一些有关动态光照相关的参数、使用场景与设置技巧。
### Daedalus51的流程
#### 1.2章节的流程
1. 去除干扰场景光照的后处理效果（本系列第一篇文章）
2. 检查贴图的固有色是否正确并进行调整。（本系列第一篇文章）
3. 调整天光以符合设计目标。（本系列第一篇文章）
4. 分别开启Visualize Distance Field Ambient Occlusion、Visualize Mesh Distance Field检查距离场以及对应效果。
5. 设置曝光相关属性。
6. 设置方向光与其他主光源的基础属性（方向、亮度等）
7. 给场景中的带有反射属性的物体添加反射球并调整属性。（Daedalus51的流程中没有关闭空间反射，如果你按照我之前写的关闭空间反射，这里要记得开启）之后开启Reflections模式查看场景反射情况。
8. 添加补光灯光，以及伪造灯光来增加气氛
9. 放置高度雾。（雾可以改变场景色调）
10. 后处理调色。
**如何补光**
使用 关闭Cast Shadow、Min Roughness为1的点光源进行补光。这种灯光十分柔和，可以用于提亮局部死黑部分。配合Light Channel可以只对某一些物体起作用。
**阴影建议**
如果灯光开启了动态阴影，那么请不要使用点光源，而需要使用聚光灯。Daedalus51的理由是:点光源会向6个方向投射阴影（类似Box），对性能消耗较大。（但事实上因为Ue4光照缓存机制，所以只有第一次渲染才会有如此大的消耗）
当若干几个物体较黑时可以考虑使用聚光灯，并且设置Min Roughness为1,这样可以达到提亮物体的作用。
### 调试用命令
- r.Shadow.MaxResolution 可选参数256~2048默认2048
- r.Shadow.MinResolution 可选参数16~128默认32
- r.Shadow.FadeResolution 可选参数64~2048默认64
- r.Shadow.DistanceScale 可选参数0.5~2默认1
- r.Shadow.RadiusThreshold 可选参数0.01~0.5默认0.03
- r.Shadow.CSM.MaxCascades 可选参数1~16默认3
- r.Shadow.CSM.TransitionScale可选参数0~2默认1
- r.ShadowQuality 可选参数1~5默认5
- r.LightFunctionQuality 可选参数0~2默认2
- r.DistanceFieldShadowing True~False默认True
- r.DistanceFieldAO True~False默认True
- r.ParticleLightQuality 可选参数0~2默认1
- r.Shadow.UnbuiltPreviewInGame
- r.Shadow.UnbuiltNumWholeSceneDynamicShadowCascades
- r.Shadow.MaxCSMResolution
- r.CapsuleShadows
更多技巧请参考第二章的《有关Console命令的技巧》段落。
### 级联阴影(Cascaded Shadow Maps)
级联阴影分为近阴影与远阴影。两者皆可以设置数量、过度距离以及过度参数（在光源中设置）。
级联阴影技术介绍：https://gameinstitute.qq.com/community/detail/117522
下面这部分内容总结于《Lighting Troubleshooting Guide》，部分条目的解释有配图，我也懒得贴了，所以推荐直接看原文。
https://wiki.unrealengine.com/LightingTroubleshootingGuide
##### 方向光特有属性
###### Dynamic Shadow Distance Movable
以摄像机为起点的阴影覆盖距离，该值为0则代表禁用该功能。
###### Dynamic Shadow Distance Stationary
以摄像机为起点的阴影覆盖距离，该值为0则代表禁用该功能。
###### Num Dynamic Shadow Cascades
view frustum被分割成的级联的数量。更多的级联将导致更好的阴影分辨率，但会显著增加渲染成本。
###### Cascade Distribution Exponent
控制级联的分布，是离相机更近(高值)还是更远(低值)。值1表示转换将与分辨率成正比。
###### Cascade Transition Exponent
级联之间的过度参数，较低的数值产生会较生硬的过度，而较高的数值会产生较平缓的过度。
###### Shadow Distance Fadeout Fraction
阴影淡出参数。较高的值会使阴影显得较淡一些，而较低的值会使阴影显得较深一些。
##### 对于所有的动态光源
###### Shadow Bias
控制阴影在场景中的精确程度。默认值是0.5，这是权衡了精度与性能的值。
###### Shadow Filter Sharpness
控制阴影边缘的锐化程度。
#### 调整级联阴影以得到更好的效果
通过调整上述设置，可以很好地调整阴影的出血值和精度。下一节将尝试调整到最佳成都，以获得更好的精度与阴影。找到一种适合任何特定游戏的平衡将需要耗费时间、精力来进行大量测试。
以下是默认设置下会出现的问题。
调整后的结果
#### 远距离阴影(Far Shadow)
一般是方向光作用在地形上的阴影，使用的是Cascaded Shadow Maps。
相关选项有：
方向光源-》Cascaded Shadow Maps-》 Far Shadow Cascade Count（阴影精细程度）与Far ShadowDistance（显示距离）
地形是默认开启Far Shadow的。如果想对Actor启用则需要手动开启。
#### 级联阴影调试
可以通过show=》advanced=》ShadowFrustums显示阴影调试（只对方向光有效）。以此可以观察Cascaded的级数切换距离。
### 距离场光线追踪技术
级联阴影在显示远阴影时为了效果会增加阴影级数这样会增加消耗，而距离场阴影的消耗相对较小，所以会采样近距离级联远距离距离场阴影的配合方式。同时它可以解决因为屏幕空间渲染技术而导致的阴影失真的问题。另一个主要用处就是距离场AO了。或者可以使用距离场来写Shader。
注意：距离场技术只适用于Static Mesh。
### 如何开启
首先需要开启距离场生成，在项目设置——渲染——灯光——勾选 生成模型距离场 选项。
之后在需要的灯光处勾选“Ray Tracing Distance Field Shadow”选项开启。
### 距离场检查
距离场的构建质量将决定距离场相关技术的渲染效果。距离场分为模型距离场与全局距离场。你可以通过在Show > Visualize >中勾选Global Distance Field、Mesh Distance Field、Distance Field Ambient Occlusion来对渲染效果进行debug。尤其是AO，一下子就能找到效果不好的地方。
Daedalus51推荐给这些选项设置快捷键来提高效率。在编辑器设置中搜索：Visualize Global Distance Field、Visualize Mesh Distance Field、Visualize Distance Field Ambient Occlusion后设置快捷键即可。
如果距离场效果不佳，可以在对应StaticMesh编辑器中设置Distance Field Resoulition Scale来调高分辨率（记得按Apply Changes）
### 距离场模型问题
因为距离场使用体积贴图来存储空间信息，所以对于巨大物体（比如摩天大楼）应该把模型拆成小块，以减少性能损耗。
同理，模型的形状也不应该奇形怪状，这样会大大的影响距离场构建质量。
### 植被渲染注意
因为植被面数高、结构复杂等因为因素，不适合使用LightMass、SSAO进行渲染，但距离场AO却十分适合。
对于树叶等需要双面渲染的物体，需要在模型设置中勾选Two-Sided Distance Field Generation，以生成正确的距离场。
### 级联阴影切换
可以对灯光中的Cascaded Shadow Maps——Dynamic Shadow Distance MoveableLight进行设置，来达到级联阴影与软阴影的切换（靠近物体会切换成级联阴影）
取值可以参考静态光照的Dynamic Shadow Distance属性。
### 其他注意事项
光源中的SourceRadius、SourceLength、LightSourceAngle会对软阴影产生影响（学过光追的人都知道为什么）
天光也有距离场AO的选项，千万别忘记了。
## 胶囊阴影
这是骨骼物体的软阴影方案，所以光源的SourceRadius、SourceLength、LightSourceAngle选项也会对此产生影响。
- Capsule Direct Shadow：此属性将启用来自直接（可移动）光照的柔和阴影。
- Capsule Indirect Shadow：此属性将启用来自预计算光照（光照图和天光）的柔和阴影。
- Capsule Direct Shadow Min Visibility：调整胶囊阴影的明暗度
### 如何启用
1. 在角色Asset中指定ShaowPhysicsAsset。
2. 在角色Asset的Lighting选项卡中勾选Capsule Direct Shadow或者Capsule Indirect Shadow
### 接触阴影(Contact Shadows)
是一种为了弥补级联阴影的缺陷，用于补充角色细节、场景细节阴影的技术。它是一种根据深度信息进行着色的后处理渲染技术。
ContactShadowLength参数大于0时就会开启，默认是关闭的。。
https://docs.unrealengine.com/zh-CN/Engine/Rendering/LightingAndShadows/ContactShadows/index.html
#### 原理
将接触阴影的长度设为大于零的值后，渲染器将通过场景的深度缓存从像素的位置到光源进行光线追踪。举一个典型的例子来说，将接触阴影长度的最大值设为 1，此处的 1 则代表光线遍历整个屏幕。而将接触阴影长度的值设为 0.5 则意味着光线遍历半个屏幕。注意：场景深度缓存中的获得的采样将保持不变，意味着增加接触阴影的长度时将出现更多噪点（穿帮）。长度为 0.75 的接触阴影比长度为 0.1 的接触阴影生成的噪点更多。
#### 应用场景
1. 当前平台只支持一个光源，且需要使用Marching实现的视差Shader。
2. 角色细节阴影与墙面植物(爬山虎)阴影。
### Light Propagation Volumes
### HDRIBackdrop
4.23的新功能，这个东西会把地面部分的HDR投射到一个平面上，这样场景中物体的阴影就可以投射到“HDR背景上”。适合于产品展示。奥秘就在这个环境球上。
当然Engine还提供了其他环境球可以根据需要选择。如何选择请参考文档：https://docs.unrealengine.com/4.27/en-US/BuildingWorlds/LightingAndShadows/HDRIBackdrop/
不过使用的时候需要注意以下设置：
- HDR贴图设置：最大纹理尺寸（Maximum Texture Size）应与已导入HDR图像的较大分辨率值匹配。
- 应将 Mip生成设置（Mip Gen Settings）设为NoMipmaps以使用完全品质。
- 调整Hdr Size（拍摄场景的大小）
- 如果原始设置下，如果摄像仪偏离Projection Center点，远处的背景就会产生形变，解决的方法是勾选Use Camera Projection选项