ボリュメトリック ライティング ガイド
はじめに
このガイドの目的は、リアルなボリュメトリックライトビームを作成するためのマテリアルテクニックを紹介することです。これらのテクニックの基礎は、ライトビームの形を定義する単純なジオメトリック プリミティブにマップされたフォールオフ マテリアルを利用することす。
ボリュメトリクスの配置に必要なソース コンテンツは EngingVolumetrics.upk コンテンツパッケージに用意されており、ライセンシーの皆様は作成するタイトル内でそれらを直接参照することができます。これは 2007年6月 QA ビルドから導入されています。
注意: フォグの内側にあるカメラを正しく処理する本物の Volumetric Fog (ボリュメトリックフォグ) が必要な場合は、 フォグボリューム を参照してください。
パッケージ構造
現在のところ、ボリュメトリック ライティングのプリミティブには以下の 4 種類があります。:
- FalloffSpheres
- FogSheets
- Lightbeams
- FogEnvironments
FogEnvironments (フォグ環境) を除き、これらのマテリアルには多数の共通点があります。これらはすべて単純な放射マテリアルで、相対する静的メッシュマテリアルのエッジを隠すためにそれぞれに異なるタイプの Opacity (不透明度) を使用しています。
前述のとおり、これらのボリュメトリックライト効果は EngineVolumetrics.upk コンテンツパッケージに格納されています。
EngineVolumetrics パッケージには各タイプごとに 4 つのグループがあります。
上図からわかるように、各タイプには 2 つのサブグループがあります。各グループにマテリアルとメッシュがあるのは、一緒に使用されることを意図したもので、例えば lightbeam メッシュの上に fogsheet マテリアルを配置するようなことはしないでください。
アーキタイプ
Falloffspheres、FogEnvironments、FogSheets、Lightbeams すべてに共通する点として、対応するすべての静的メッシュの静的メッシュ プロパティを変更しなければならないのですが、設定の繰り返し作業なので退屈になることもあります。そのため、これらをワールドに効率よく追加する目的でアーキタイプが作成され、正しいアクタ プロパティが事前に設定されています。各ボリュメトリック プリミティブタイプに 1 つのアーキタイプがあります。これらはすべて「メッシュ」のサブグループであり、その名前は参照先の静的メッシュに対応しています。
アーキタイプの詳細については、 アーキタイプの使用 を参照してください。
アーキタイプの利点は、アクタ プロパティがあらかじめ設定されている点と、参照元のアーキタイプに加えた変更がプロパゲートされる点にあります。
アーキタイプで設定済みのフラグとその値を以下に示します。
:
CollisionType=COLLIDE_NoCollision
bAcceptsDynamicLights=False
bAcceptsLights=False
bForceDirectLightmap=False
bUsePrecomputedShadowing=False
CastShadow=False
bAcceptsDecals=False
bAcceptsDecalsDuringGameplay=False
bAcceptsFoliage=False
bUseAsOccluder=False
唯一の派生クラスは FogEnvironment アーキタイプで、これには DepthPriorityGroup=SDPG_Foreground と bAllowCulldistanceVolume=False が設定されています。
ワールド内の配置
汎用ブラウザで目的のプリミティブのアーキタイプを選択し、ワールドを右クリックして [Add Archetype] (アーキタイプを追加) を選択します。*”
インスタンスの作成
静的メッシュが正しく設定され、既に適切な親マテリアルを参照しているボリュメトリック プリミティブをワールドに配置したら、後はそのマテリアル インスタンスを新規作成するだけです。
新たに追加した静的メッシュを右クリックし、[Material ->] (マテリアル) メニューを展開し、次に [M_EV_*_Master_01] メニューを展開して [Create New InstanceConstant] (定数インスタンスを新規作成) を選択します。
後でインスタンスを探すときに識別しやすいように、名前には用途の簡略な説明を含めます。この方法で作成されたインスタンスは、配置先のレベルのレベル パッケージ内に格納されます。同時に、新規作成インスタンスのマテリアル インスタンス エディタが自動的に開きます。
マテリアルのインスタンス化の完全な解説については、 インスタンス化したマテリアル ページを参照してください。
ボリュメトリクスの種類
ここでは、各タイプのさまざまなマテリアル インスタンス設定を説明します。個々のボリュメトリック プリミティブ タイプ特有の情報についても、それぞれのセクションで説明します。
Falloff Spheres (フォールオフ球)
FallOff Sphere (フォールオフ球) は、最も単純なボリュメトリック プリミティブです。これを使用して、ライトから漏れるかすかな輝きから、コロナ (光環) 効果までもシミュレートすることができます。
親マテリアル
単純な放射カラーベクトルで構成され、CameraVector と TangentVector(0,0,1) を持つ Dot Product (ドットプロダクト) を使用してエッジのフォールオフ/非表示効果を提供します。カメラに近づくとフェードアウトして、クリッピングが目立たないようにするピクセル深度設定もあります。
オプションとして、StaticSwitchParameter で切り替える depthbiasedblending (深度バイアスブレンド) も用意されています。使用法は「インスタンス設定」で説明します。球体をテクスチャ化するには、どこかでシーム (継ぎ目、UV 展開するための切り目) を入なければ (少なくとも、重なった多数のサンプルを使用しなければ) ならないので、テクスチャのパニング オーバーレイ オプションはありません。
インスタンス設定
公開されている FalloffSpheres インスタンス設定の完全なリストは次のとおりです。
ScalarParameters:
Density (密度): depthbiasedalpha (深度バイアス アルファ) の DepthBias (深度バイアス) を調整します。この設定は、UseDepthBiasedAlpha SwitchParameter がオンに設定されている場合のみ有効です。
Opacity (不透明度): ビームの不透明出力に、指定された値を乗算します。
FalloffExponent (フォールオフ指数): Dot Product (cameravector、tangentvector) で指定されたエッジフォールオフ設定を変更します。
Distance (距離): カメラとの交差を隠すためのフェードアウトの発生距離を制御します。
StaticSwitchParameters
UseDepthBiasedAlpha (深度バイアス アルファを使用): デフォルト設定は OFF (オフ) です。これをオンにすると depthbiasedalpha が追加され、ワールドやプレーヤーとの交差を隠します。コスト: 12 インストラクション
VectorParameters
Color (カラー): falloffsphere の単色の放射カラーです。明るさは Alpha (アルファ) で制御してください。
静的メッシュ情報
このメッシュは円筒状に展開 (unwrap) された UV を伴う単純な球体プリミティブです。
FogSheets
Fogsheets (フォグシート) とは、基本的には 2 つのポリゴンジオメトリシートに、半透明のマテリアルが適用されたものです。任意の環境内に配置して、前景と背景要素の間に距離的な分離を形成したり、スポット的なかすみを作り出すことができます。レベル全体に濃い heightfog をかけると、暗いはずの領域が白っぽくなるので、これはなるべく避けたいものですが、フォグシートを使用すると、適当な場所にだけ濃い霧をかけることができます。
フォグシートをうまく使いこなすことで、主要なエリアを浮かび上がらせて、混雑したシーンをすっきり見せることができます。下の図では、アーチ型の戸口にフォグシートを使用してプレーヤーの視線を引き付け、「Follow the light」、つまり光の方向に進ませています。
以下は Gears of War のフォグシートの使用例です。
大きなフォグシートは控え目に使用するようにしてください。近くに何枚も重ねると多量のオーバードローが発生するので、これは実行しないでください。
親マテリアル
fogsheets のマテリアルは、FalloffSpheres のマテリアルに非常に似ています。Color、depthbiasedalpha に加えて、靄 (もや) の動きを表現するパニング テクスチャ オーバーレイのパラメータもあります。
インスタンス設定
公開されている FogSheets インスタンス設定の完全なリストは次のとおりです。
ScalarParameters
Density (密度): depthbiasedalpha (深度バイアス アルファ) の DepthBias (深度バイアス) を調整します。この設定は、UseDepthBiasedAlpha SwitchParameter がオンに設定されている場合のみ有効です。
Opacity (不透明度): ビームの不透明出力に、指定された値を乗算します。
FalloffExponent (フォールオフ指数): Dot Product (cameravector、tangentvector) で指定されたエッジフォールオフ設定を変更します。
Distance (距離): カメラとの交差を隠すためのフェードアウトの発生距離を制御します。
TextureContrast (テクスチャのコントラスト): オプションのパニング テクスチャ オーバーレイのコントラストを制御します。0 に設定するとテクスチャ オーバーレイ = 1 となり、意味がありません。1 に設定すると不変値のテクスチャ出力が行われます。この設定は、UseTextureOverlay スイッチパラメータがオンの場合のみ有効です。
PanningSpeed (パニング速度): 速度を制御します。オプションのテクスチャ オーバーレイのパニングの移動速度を制御します。
TextureScale (テクスチャスケール): オプションのテクスチャ オーバーレイのスケーリングを制御します。
StaticSwitchParameters
UseDepthBiasedAlpha (深度バイアス アルファを使用): デフォルト設定は OFF (オフ) です。これをオンにすると depthbiasedalpha が追加され、ワールドやプレーヤーとの交差を隠します。コスト: 12 インストラクション
UseTextureOverlay (テクスチャオーバーレイを使用): デフォルト設定は OFF (オフ) です。オンに設定すると、煙の動きに対応する 2 つのパニング テクスチャがフォグシートに追加されます。コスト: 9 インストラクション
TextureParameters
MultiplyTexture1 (テクスチャの乗算1): オプションのテクスチャ オーバーレイに使用する最初のテクスチャ。
MultiplyTexture2 (テクスチャの乗算2): オプションのテクスチャ オーバーレイに使用する 2 番目のテクスチャ。
FalloffTexture (フォールオフ テクスチャ): 不透明部に使用されるテクスチャにこれを重ねることができます。デフォルト設定は、白いぼやけたドット模様です。
VectorParameters
Color : fogsheet の単色の放射カラーです。明るさは Alpha (アルファ) で制御してください。
静的メッシュ情報
1 つの平面マップと、2 つの単純なポリゴンメッシュメッシュを使用します。
LightBeams
LightBeams は、おそらく最もよく使用されるボリュメトリック プリミティブタイプです。UT では、注意を引くためにこれを最強の光源から発しています。
親マテリアル
ライトビームのマテリアルは、最も複雑なボリュメトリックタイプの 1 つです。ボリュメトリック形状の表現のまま、複数角度から見えるフォールオフを処理しなければなりません。これを達成するために、メッシュの UV の Y 座標を使用しながら、反射ベクトルから X 座標を生成しています。これにより、カメラを円錐の軸方向に向けた状態で、マテリアルは円錐にフォールオフ テクスチャをマッピングすることができます。次に、球形フォールオフのフォームを組み合わせて、下から見たときの形状が壊れていないようにします。
このライトビーム マテリアルと静的メッシュの作成を説明した完全チュートリアルは、ボリュメトリック ライト ビーム チュートリアル を参照してください。ボリュメトリクスの仕組みを学習するには、このマテリアルを作成してみるのが一番良い方法です。
インスタンス設定
公開されている Lightbeams インスタンス設定の完全なリストは次のとおりです。
ScalarParameters:
Density (密度): depthbiasedalpha (深度バイアス アルファ) の DepthBias (深度バイアス) を調整します。この設定は、UseDepthBiasedAlpha SwitchParameter がオンに設定されている場合のみ有効です。
Opacity (不透明度): ビームの不透明出力に、指定された値を乗算します。
FalloffExponent (フォールオフ指数): Dot Product (cameravector、tangentvector) で指定されたエッジフォールオフ設定を変更します。
Distance (距離): カメラとの交差を隠すためのフェードアウトの発生距離を制御します。
TextureContrast (テクスチャのコントラスト): オプションのパニング テクスチャ オーバーレイのコントラストを制御します。0 に設定するとテクスチャ オーバーレイ = 1 となり、意味がありません。1 に設定すると不変値のテクスチャ出力が行われます。この設定は、UseTextureOverlay スイッチパラメータがオンの場合のみ有効です。
PanningSpeed (パニング速度): 速度を制御します。オプションのテクスチャ オーバーレイのパニングの移動速度を制御します。
TextureScaleX (テクスチャのスケール X): オプションのテクスチャ オーバーレイの X 方向のスケーリングを制御します。
TextureScaleY (テクスチャのスケール Y): オプションのテクスチャ オーバーレイの Y 方向のスケーリングを制御します。
StaticSwitchParameters
TextureParameters
MultiplyTexture1 (テクスチャの乗算1): オプションのテクスチャ オーバーレイに使用するテクスチャ。
FalloffTexture (フォールオフ テクスチャ): 不透明部に使用されるフォールオフにこれを重ねることができます。これは、Photoshop のライティングエフェクト フィルタを使用して描かれた円錐形のテクスチャです。
VectorParameters
Color (カラー): ライトビームの単色の放射カラーです。明るさは Alpha (アルファ) で制御してください。
静的メッシュ情報
EngineVolumetrics パッケージには、異なる角度を持つ 3 つの円錐が既に含まれています。円錐の変型を追加するには、円筒を作成してエッジを先細にしてから、UV 内でシームが 1 つだけになるように展開します。UV マッピングはきれいに行うのが必須です。マテリアルの計算は接線空間で行われため、いい加減な UV マッピングでは、後で視覚的なひずみが発生する恐れがあります。メッシュの平面分割 (テッセレーション) が多くなるほど、最終結果のフォールオフがより滑らかになります (縦に 4 つにスライスされた 16 面分割の円筒で十分です)。
このライトビーム マテリアルと静的メッシュの作成を説明した完全チュートリアルは、VolumetricLightbeamTutorialJP を参照してください。
FogEnvironment (フォグ環境)
フォグ環境は他のすべてのボリュメトリックタイプと異なり、アンリットの半透明のマテリアルで、前景 DPG でレンダリングされることを目的とし、基本的には heightfog に替わるものです。
シーン全体にかけて半透明のパスを常時レンダリングするため、絶対に必要な場面に限って控え目に使用します。
2 つの個別の半球で構成され、異なる側面からフォグのカラーと不透明度に変化を与えます。Unreal Tournament 3 では、これを使用してレベルの CTF Maps にチームカラーのフォグを作り出しています。
フォグ環境が機能するには、SDPG_Foreground の DepthPriorityGroup に FogEnvironment メッシュを配置しなければなりません。FogEnvironment アーキタイプにはこれが既に設定されていますが、このアーキタイプを使用しない場合はユーザーが各自で設定する必要があります。
次にメッシュの Drawscale を使い、メッシュのバウンダリがプレーヤー のカメラ移動範囲を超えた位置まで伸ばされるようにスケーリングします。
フォグ環境はシーン深度を使ってフォグのブレンドを行うため、Heightfog のようには半透明オブジェクトを処理しません。そのため、多数の半透明性を含むレベルでのフォグ環境の使用は推奨されていません。
親マテリアル
FogEnvironments のマテリアルはメッシュのテクスチャ座標を使用して半球を生成し、高さのブレンドを行います。メッシュには複数の UV 座標があり、1 つはトップダウンの平面マップ、もう 1 つは横方向の平面マップです。シェーダーはこれらの座標値のみを使用して、ブレンドの発生に必要なものを作成し、さらにユーザーがブレンドを制御できるようにします。この厳密な制御については、インスタンスのセクションで説明します。
インスタンス設定
公開されている FogEnvironments インスタンス設定の完全なリストは次のとおりです。
ScalarParameters:
Falloff (フォールオフ): シーン深度のフォールオフ指数。フォグの累積速度を変更します。
Density (密度): フォグ環境の密度を設定します。値は heightfog の密度値に似ています。
StartDistance (開始距離): フォグの計算を開始する距離を調整することができます。
BlendPower (ブレンド指数): 半球のブレンド指数を制御します。BlendOffset と連携して調整します。
BlendOffset (ブレンドのオフセット): 半球のブレンドの交差位置を制御する単純なオフセット値。
Opacity1: 最初の半球の不透明度を増加させます。
Opacity2: 2 番目の半球の不透明度を増加させます。
HeightDensity (高さ密度): フォグの垂直方向のフォールオフの鮮明さを制御します。
HeightOffset (高さオフセット): フォグの垂直フォールオフをオフセットします。
SideDesaturation (側面の彩度低下): 2 つの半球の間の交点で発生する desaturation (彩度低下、脱色) の量を設定します。レッドとブルーの間の転移点で発生する汚いピンク色を消すのに使用します。主な用途としてよく使われるケースは、レッドとブルーのチームの色分けです。
SideDesaturationPower (側面の彩度低下率): 半球の交差点中心から彩度の低下が及ぶ範囲を制御します。
StaticSwitchParameters (静的スイッチ パラメータ)
UseSideDesaturation (側面の彩度低下を使用): デフォルト設定は OFF (オフ) です。これをオンにすると、レッドとブルーの間の転移点で発生する汚いピンク色を消すことができます。主な用途としてよく使われるケース - ctf マップ。コスト: 11 インストラクション
VectorParameters (ベクトルパラメータ)
Color1 (カラー1): 最初の半球の単色の放射カラーです。明るさは Alpha (アルファ) で制御してください。
Color2 (カラー2): 2 番目の半球の単色の放射カラーです。明るさは Alpha (アルファ) で制御してください。
静的メッシュ情報
この静的メッシュは単純な球体 (falloffsphere で使用されるのと同様) ですが、固有の UV 座標セットがあり、1 つはトップダウンの平面マップ、もう1 つは横方向の平面マップです。
Important!
You are viewing documentation for the Unreal Development Kit (UDK).
If you are looking for the Unreal Engine 4 documentation, please visit the Unreal Engine 4 Documentation site.