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景深

Depth of Field

景深(Depth of Field)(DOF)基于焦点前后的距离对场景应用模糊。这是对现实摄像机功能的模拟。该效果可调动观察者的注意力,使 渲染出现照片或电影相似的效果。

景深类型

虚幻引擎 4 中有三种获得景深效果的方法:散景、高斯和圆圈。

Bokeh DoF

Gaussian DoF

Circle DoF

散景景深

高斯景深

圆圈景深

高斯景深

高斯景深通过标准高斯模糊对场景执行模糊。高斯法快捷,适合在游戏中使用,维持较好的性能。

散景景深

散景是物体不在焦距中时在照片和影片中看到的效果。散景景深法为每个使用纹理的像素渲染带纹理的四边形,定义效果的形状,替代摄像机镜头产生的效果,为场景带来电影一般的画面感。 此效果对性能消耗较大,实际使用以一半的分辨率进行。它还会在不明显的区域中节约渲染性能消耗。查看 自适应景深 中的详细内容。

散景法的性能消耗较高,主要应用对象为过场动画和展示,因为在这些情形下漂亮的视觉效果比性能更重要。

圆圈景深

圆圈景深是最新添加的功能,与真实摄像机接近。和散景景深相似,圆型散景常伴随锐化的 HDR 内容。此算法处理超大的 散景时存在缺陷,效果噪点较多,不如散景景深法得出的效果清晰。 此法性能(极大优于散景景深)与精度俱佳,在过渡区域中尤其如此。

圆圈景深的默认值较低,更便于使用。如需获得最高效果,可对设置进行调整。为大型散景使用低光圈,靠近物体将视野变低。 调整焦距

实现

景深分为三层 - 近景、远景、焦距区 - 每层均单独进行处理,然后合成在一起获得最终效果。近景和远景层中的物体 - 即为不在焦距区中的物体 - 将始终处于完全模糊状态。这些层将和非模糊场景进行混合。

  • 焦距区中的物体使用非模糊场景的图层。

  • 在近景或远景层中,但处于过渡区之外的物体将和模糊图层进行完全混合。

  • 过渡区中的物体在非模糊场景图层和其模糊图层之间基于过渡区中的位置进行线性混合。

可使用 Depth of Field Layers 显示标识(Show > Visualize 下)显示这些图层和过渡区。如下图所示,近景层显示为绿色,远景层显示为蓝色,焦距区显示为黑色。

Scene

Layer Visualization

我们进一步改善了显示,将许多有趣的信息包括在内:

Scene

显示景深

使用圆圈景深时鼠标指针上附有一个十字光标,显示计算出的弥散圆(散景尺寸),以及深度和像素尺寸的数字。 需注意,圆的尺寸不一定能和实际效果完全重合,因为实现并不适合大型散景外形。我们之后将对此进行改善。

属性

属性

描述

Method

选择用于模糊场景的散景法、高斯法或圆圈法。

Depth Blur km for 50%

待添加

Depth Blur Radius

景深虚化半径像素为1920x

Aperture

待添加

Focal Distance

与作为区域中心的摄像机之间的距离(以虚幻引擎单位计)。在此距离内,场景完全处于焦距中,不会出现模糊。

DoF Focal Distance - Near

DoF Focal Distance - Mid

DoF Focal Distance - Far

焦距 = 400.0

焦距 = 1000.0

焦距 = 2500.0

Focal Region

焦距外的距离(以虚幻引擎单位计)。在此区域内,场景完全处于焦距中,不会出现模糊。

Focal Region

Near Transition Range

从焦距区较近一边到摄像机之间的距离(以虚幻引擎单位计)。此摄像机上使用的是高斯景深,场景将从聚焦状态过渡到模糊状态。

Gaussian Near Layer

Far Transition Range

从焦距区较远一边到摄像机之间的距离(以虚幻引擎单位计)。此摄像机上使用的是高斯景深,场景将从聚焦状态过渡到模糊状态。

Gaussian Far Layer

Scale

散景法模糊的整体比例因子。

DoF Scale - 0.0

DoF Scale - 0.375

DoF Scale - 1.0

比例 = 0.0

比例 = 0.375

比例 = 1.0

Max Bokeh Size

散景景深模糊的最大尺寸(以视图宽度的百分比计)(注意: 性能消耗按尺寸乘尺寸计算)。用于计算任意距离散景尺寸的函数近似表示如下图所示:

Bokeh CoC

DoF Bokeh Size - 2.5

DoF Bokeh Size - 5.0

DoF Bokeh Size - 10.0

尺寸 = 2.5

尺寸 = 7.5

尺寸 = 15.0

Near Blur Size

高斯景深近景模糊的最大尺寸(以视图宽度的百分比计)。(注意: 性能消耗按尺寸计算)

DoF Near Blur Size - 2.5

DoF Near Blur Size - 5.0

DoF Near Blur Size - 10.0

尺寸 = 0.0

尺寸 = 0.25

尺寸 = 2.5

Far Blur Size

高斯景深远景模糊的最大尺寸(以视图宽度的百分比计)。(注意: 性能消耗按尺寸计算)

DoF Far Blur Size - 2.5

DoF Far Blur Size - 5.0

DoF Far Blur Size - 10.0

尺寸 = 0.0

尺寸 = 0.25

尺寸 = 2.5

Shape

定义物体离开焦距时散景形状的纹理(无法进行混合)。

Occlusion

控制模糊几何体常规轮廓和不透明度的延伸量。将数值设为 0.18 即可获得十分自然的遮挡效果。将数值设为 0.4 可解决图层颜色泄露问题。设较小的数值(小于 0.18)通常会将模糊效果取消,物体十分靠近摄像机时十分有效。

DoF Occlusion - 0.05

DoF Occlusion - 0.18

DoF Occlusion - 0.4

遮挡 = 0.05

遮挡 = 0.18

遮挡 = 0.4

Color Threshold

设置阈值,使自适应景深基于颜色切换使用全分辨率。数值越小,使用全分辨率处理的场景部分越多。

Size Threshold

设置阈值,使自适应景深基于尺寸切换使用全分辨率。数值越大,使用全分辨率处理的场景部分越多。

Sky Distance

使天空方块处于焦距中的虚拟距离(如 200000)。如数值小于等于 0,此功能将关闭。只可用于高斯景深,对性能消耗较大。

自适应景深

出于性能方面的考虑,散景景深默认渲染四分之一的分辨率(每个方向均为一半分辨率)。多数情况下此下抽样不甚明显,完全可接受;然而在某些情形下可能出现穿帮和不正确的效果。

Adaptive Resolution - Off

Adaptive Reoslution - On

在上图中可以看到,使用下抽样景深技术时背景中被模糊的角色呈现出块状效果。此外,前景中角色的角附近出现了一些穿帮。使用自适应景深可消除穿帮,背景中的角色外观更加平滑。

可使用 Adaptive Depth of Field 显示标识(Show > Visualize 下)显示自适应景深。启用显示标识后,覆层将显示下抽样效果(绿色)和全分辨率效果(红色)的所在区域。未应用模糊的区域中将显示常规场景颜色。

Adaptive DoF Visualization

总体而言,绿色区域方为最佳。显示的红色区域越多,每帧的场景渲染消耗越大。

Adaptive Resolution - Optimized

Adaptive Resolution - Expensive