图像序列Mip

本文介绍了让图像序列使用Mipmap的方法。

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介绍

本文档提供了关于将多级渐进纹理(以下简称Mipmap)用于图像序列的概述。

Mipmap

图像序列中的Mipmap可用于缩短数据的加载时间。

Mipmap不会作为法线纹理导入到引擎中,因此不会为EXR Mipmap创建UAsset。由于此行为,需要手动生成mip级别,然后才能在引擎中使用。请参阅使用Nuke和Python脚本创建EXR Mipmap,了解如何生成你自己的Mipmap。

限制

  • 目前仅支持EXR文件。

  • 不支持各向异性Mip。

  • 数据加载时间缩短是通过仅加载所需Mip等级实现的。

  • 对于经过GPU优化的流送内容,所有EXR图像序列都应是未压缩的。

  • 当EXR未压缩时,你才能在加载EXR时获得GPU加速。

  • Mip级别要么全部压缩,要么全部未压缩。如果一个级别压缩,另一个级别未压缩,就会打断链条。

文件目录结构

Mipmap文件目录结构应如下所示,文件名遵循Cineon命名规范,并且是行业标准。

Smoke_Element/2048x2048/Smoke_Element.00001.exr
Smoke_Element/1024x21024/Smoke_Element.00001.exr
Smoke_Element/512x512/Smoke_Element.00001.exr

文件名和目录名必须遵循以下规则:

  • 所有文件夹名称需要是二的乘方,例如,1024x512。

  • Mip的图像名称应该与源图像完全相同。

编辑器设置

要使用Mipmap功能,必须将 ImgMediaPlayback 组件添加到所有会显示这些图像的对象。如果某个对象上没有该组件,则该对象不会用于确定应使用哪些mip级别。

你可以使用以下控制台命令启用调试:

ImgMedia.MipMapDebug 1

这会显示每个图像序列当前正在使用哪个mip级别。

Mip级别选择

Mip级别是根据每个需要显示图像的对象的预估"像素-纹素"密度来选择的。

由于摄像机位置会被用于计算,因此快速移动的摄像机可能会在估算中引入更多误差。进一步的工作可以改进估算,并将摄像机移动考虑在内。

可以使用 ImgMediaPlayback 组件上的 LODBias 设置手动调整所选Mip级别。

使用Nuke和Python脚本创建EXR Mipmap

Nuke和Python脚本可以帮助你自动生成mip级别。每个脚本都可在此页下载和查看。

nukeMipMap.py是可以在Nuke中运行的Python脚本,它将设置合适的LOD生成树。

  • 要使用该脚本,请选择你的EXR序列,然后设置所需的mip级别数量。

  • 在脚本顶部,选择你想为其创建mipmap的read节点,然后执行。

  • 在Nuke中将为你创建所有必要的reformat和write节点。

  • 将为你创建每个mip渲染所需的全部必要分辨率文件夹。

  • Mip渲染的路径将基于执行中的所选read节点。

nukeMipMap.py

# 所有序列需要位于按图像分辨率命名的文件夹中。
# 示例 - D:/Perforce/EXR_Sequences/Smoke/2048x2048/
            D:/Perforce/EXR_Sequences/Smoke/1024x1024/
            D:/Perforce/EXR_Sequences/Smoke/512x512/

# 对于经过GPU优化的流送内容,所有EXR图像序列都应是未压缩的。 
# 当EXR未压缩时,你才能在加载EXR时获得GPU加速。
# 要更快加载到虚幻中,首选未压缩格式。 
# 所有mip要么全部压缩,要么全部未压缩。如果一个级别压缩,另一个级别未压缩,就会打断链条。
# 所有mip级别的名称都需要与源文件的名称完全相同。
# 要使用该脚本,请选择你的EXR序列,然后设置所需的mip级别数量。            
# 在脚本顶部,选择你想mip的read节点,然后执行。        
# 在Nuke中将为你创建所有必要的reformat和write节点。         
# 将为你创建每个mip渲染所需的全部必要分辨率文件夹。  
# 所有文件夹名称需要是2的乘方。示例 - (128,256,512,1024)
# Mip渲染的路径将基于执行中的所选read节点。 

import nuke
import os

# 你想要多少个mip级别?
mipLevels = 3 

# 抓取节点选择
selectedRead = nuke.selectedNodes()
addLevel = mipLevels + 1

# 获取图像序列的高度和宽度
def getHeightWidth(read):
    getFormat = []
    getHeight = []
    getWidth = []
    getFormat = read.format()
    getHeight = getFormat.height()
    getWidth = getFormat.width()
    dirResName = str(getWidth) + 'x' + str(getHeight)

return dirResName

def getFilePathName(readNode):
    getName = readNode['file'].value()

return getName

# 创建目录
def createDirectories(readNode,read):
    getNameLocal = getFilePathName(readNode)
    getHeightWidthLocal = getHeightWidth(read)
    getSequenceName = []
    parentPath = []
    dirResName = []
    dirName = []
    setRenderPathName = []
    getSequenceName = getNameLocal.split('/')[-1]
    parentPath = getNameLocal.split(getSequenceName)[0]
    dirName = parentPath + getHeightWidthLocal

# 设置渲染路径名称
setRenderPathName = dirName + '/' + getSequenceName 
isThere = os.path.isdir(dirName)
if isThere == False:
    os.makedirs(dirName)

return setRenderPathName

# 创建reformat
def createReformatNodes(connectReformat):
    createScale = nuke.nodes.Reformat()
    createScale['type'].setValue("scale")
    createScale['scale'].setValue(0.5)
    createScale.connectInput(1,connectReformat)
return createScale

# 创建write节点
def createWriteNodes(path,connect):   
    createWrite = nuke.nodes.Write()
    createWrite['file'].setValue(path)
    createWrite['file_type'].setValue('exr')
    createWrite['compression'].setValue('none')
    createWrite.connectInput(1,connect)
return createWrite

# 生成树
if len(selectedRead) > 0:
   for x in selectedRead:
     getFilePathName(x)
        for index in range(addLevel):
              if index == 0:
        getHeightWidth(x)
        setPathLocal = createDirectories(x,x)
        createWriteLocal = createWriteNodes(setPathLocal,x)
    else:
        createScaleLocal = createReformatNodes(createWriteLocal)
        getHeightWidth(createScaleLocal)
        setPathLocal = createDirectories(x,createScaleLocal)
        createWriteLocal = createWriteNodes(setPathLocal,createScaleLocal)
    else:
       nuke.alert("未选择任何对象。请选择你的EXR序列READ NODES 以生成Mipmap") 

Unreal_ExrMipMap_GenerationExample.nk是一个示例Nuke脚本,其中包含已为你创建的树。它演示了Mipmap需要什么样的文件夹结构才能生成合适的LOD缩放,并显示了没有压缩的write节点配置。

Unreal_ExrMipMap_GenerationExample.nk

#! C:/Program Files/Nuke12.0v3/nuke-12.0.3.dll -nx
version 12.0 v3
define_window_layout_xml {<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<layout version="1.0">
 <window x="-1" y="-8" w="2560" h="1377" maximized="1" screen="0">
     <splitter orientation="1">
         <split size="40"/>
         <dock id="" hideTitles="1" activePageId="Toolbar.1">
             <page id="Toolbar.1"/>
         </dock>
         <split size="2516" stretch="1"/>
         <splitter orientation="2">
             <split size="1333"/>
             <dock id="" activePageId="DAG.1" focus="true">
                 <page id="DAG.1"/>
                 <page id="Curve Editor.1"/>
                 <page id="DopeSheet.1"/>
             </dock>
         </splitter>
     </splitter>
 </window>
 <window x="3219" y="212" w="1885" h="746" screen="1">
     <splitter orientation="2">
         <split size="746"/>
         <dock id="" activePageId="Viewer.1">
             <page id="Viewer.1"/>
         </dock>
     </splitter>
 </window>
</layout>
}
Root {
inputs 0
name C:/Users/Desktop/EXR_Mipmap/Unreal_ExrMipMap_GenerationExample.nk
format "2048 1556 0 0 2048 1556 1 2K_Super_35(full-ap)"
proxy_type scale
proxy_format "1024 778 0 0 1024 778 1 1K_Super_35(full-ap)"
colorManagement Nuke
workingSpaceLUT linear
monitorLut sRGB
int8Lut sRGB
int16Lut sRGB
logLut Cineon
floatLut linear
}
BackdropNode {
inputs 0
name LOD1
tile_color 0x999dbcff
gl_color 0x3f4cccff
label "\t- 按0.5缩放,以创建第二个mip级别,也称为LOD1\n\t- 图像需要位于使用新的图像分辨率的文件夹中。\n\t- 图像分辨率文件夹需要位于源元素(LOD0)所在的相同目录中\n\t- 示例:D:/Perforce/EXR_Sequences/Smoke/1024x1024/\n\t- 图像应与源完全同名,并使用相同的压缩类型"
xpos -584
ypos -19
bdwidth 633
bdheight 157
}
BackdropNode {
inputs 0
name LOD2
tile_color 0x96c499ff
gl_color 0x73cc71ff
label "\t- 按0.25缩放,以创建第三个mip级别,也称为LOD2\n- 图像需要位于使用新的图像分辨率的文件夹中\n- 图像分辨率文件夹需要位于源元素(LOD0)所在的相同目录中\n- 示例:D:/Perforce/EXR_Sequences/Smoke/512x512/\n- 图像应与源完全同名,并使用相同的压缩类型"
xpos -1057
ypos 180
bdwidth 587
bdheight 160
}
BackdropNode {
inputs 0
name LOD3
tile_color 0xb790aaff
label "\t- 按0.125缩放,以创建第四个mip级别,也称为LOD3\n\t- 图像需要位于使用新的图像分辨率的文件夹中。\n\t- 图像分辨率文件夹需要位于源元素(LOD0)所在的相同目录中\n\t- 示例:D:/Perforce/EXR_Sequences/Smoke/256x256/\n\t- 图像应与源完全同名,并使用相同的压缩类型"
xpos -586
ypos 398
bdwidth 662
bdheight 156
}
BackdropNode {
inputs 0
name Source_Element__LOD0
tile_color 0xaf9f9fff
label "源元素\n     - 源图像需要位于以图像分辨率为名称的文件夹中。\n     - 示例 - D:/Perforce/EXR_Sequences/Smoke/2048x2048/\n     - 对于GPU增强优化的流送到虚幻引擎的过程,所有EXR序列都应该是未压缩的\n     - 在mip级别中混合使用压缩和未压缩格式会打断链条"
selected true
xpos -751
ypos -347
bdwidth 592
bdheight 204
}
Read {
inputs 0
file_type exr
file D:/Perforce/Project/Movies/EXR_Sequences/AtmosSmoke_003/smoke_003.####.exr
format "1152 2048 0 0 1152 2048 1 "
first 100
last 360
origfirst 100
origlast 360
origset true
in_colorspace scene_linear
out_colorspace scene_linear
name LOD0
selected true
xpos -573
ypos -230
disable true
}

Reformat {
type scale
scale 0.5
name Scale_LOD1
xpos -573
ypos 87
}

set N9841b000 [stack 0]
Reformat {
type scale
scale 0.5
name Scale_LOD2
xpos -573
ypos 287
}

set N9841a800 [stack 0]
Reformat {
type scale
scale 0.5
name ScaleLOD3
xpos -573
ypos 507
}

Write {
file D:/Perforce/EXR_Sequences/Smoke/256x256/smoke.####.exr
file_type exr
compression none
first_part rgba
version 5
in_colorspace scene_linear
out_colorspace scene_linear
name LOD3_Write
xpos -463
ypos 501
}

push $N9841b000

Write {
file D:/Perforce/EXR_Sequences/Smoke/1024x1024/smoke.####.exr
file_type exr
compression none
first_part rgba
version 6
in_colorspace scene_linear
out_colorspace scene_linear
name LOD1_Write
xpos -368
ypos 81
}

push $N9841a800

Write {
file D:/Perforce/EXR_Sequences/Smoke/512x512/smoke.####.exr
file_type exr
compression none
first_part rgba
version 5
in_colorspace scene_linear
out_colorspace scene_linear
name LOD2_Write
xpos -791
ypos 281

下面生成的图像显示了 Unreal_ExrMipMap_GenerationExample.nk 脚本的示例屏幕截图。

ExampleNukeTree.PNG

autoGenEXR_mipmap.py脚本适用于没有Nuke的用户。此Python脚本将自动创建必要的文件夹,以及将mip级别缩放并写出到磁盘。

为了让此脚本能正常运作,你需要安装以下免费的python模块:numpyopencvshutil

autoGenEXR_mipmap.py

import cv2 as cv
import numpy as np
import glob
import os
import shutil

setMipLevel = 3
fileInDir = glob.glob("C:\\Users\\User\\Desktop\\smokeCards\*.exr")

# 获取父序列的文件路径
grabFirst = fileInDir[0]
splitFile = grabFirst.split('\\')[-1]
getParentPath = grabFirst.replace(splitFile,'')

# 获取图像分辨率 
img = cv.imread(grabFirst, cv.IMREAD_UNCHANGED)
height = np.size(img, 0)
width = np.size(img, 1)

# 创建文件夹 
def createFolders(dirName):
    isThere = os.path.isdir(dirName)
 if isThere == False:
     os.makedirs(dirName)

# 构建LOD0的文件夹路径并将序列复制到LOD0文件夹 
LOD0_folderName = getParentPath + str(width) + 'x' + str(height)
createFolders(LOD0_folderName)

for x in fileInDir:
 getFileName = x.split('\\')[-1]
 newFile = LOD0_folderName + '\\' + getFileName
 if os.path.isfile(newFile) == 0:
     shutil.copyfile(x, newFile)
     print('copying ' + newFile + ' to correct file path')

# 创建经过mip后的EXR文件
def createFiles(file, mipWidth, mipHeight, folderPath):
 getName = file.split('\\')[-1]
 imageSize = (int(mipWidth), int(mipHeight))
 readFile = cv.imread(file, cv.IMREAD_UNCHANGED)
 resizeFile = cv.resize(readFile, imageSize, interpolation = cv.INTER_LANCZOS4)
 newFile = folderPath + '\\' + getName
 cv.imwrite(newFile, resizeFile, [cv.IMWRITE_EXR_TYPE, cv.IMWRITE_EXR_TYPE_HALF])
 print("saving mipped file to " + newFile)

# 为Mip执行数学运算,创建经过mip后的文件夹和文件
for index in range(setMipLevel):
 if index == 0:
     newWidth = width / 2
     newHeight = height / 2
     LOD1FolderPath = getParentPath + str(int(newWidth)) + 'x' + str(int(newHeight))
     createFolders(LOD1FolderPath)
     for file in fileInDir:
        createFiles(file, newWidth, newHeight, LOD1FolderPath)
 else:
     mipWidth = newWidth / 2
     mipHeight = newHeight / 2
     newWidth = mipWidth
     newHeight = mipHeight
     lowerMipFolderPath = getParentPath + str(int(newWidth)) + 'x' + str(int(newHeight))
     createFolders(lowerMipFolderPath)
     for file in fileInDir:
         createFiles(file, mipWidth, mipHeight, lowerMipFolderPath)
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