IES光源描述文件

在虚幻引擎4中使用IES光源描述文件

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照明工程学会(IES)定义了一种文件格式,以使用真实世界测量数据描述光源的光照分布。此类IES光度文件或 **IES描述文件**是一类照明行业标准方法,对特定真实照明灯具散发出光线亮度和光线衰减进行图解。其可使光照考虑灯具的反光表面、灯泡的形状以及发生的透镜效应。此类光度照明主要运用于企业领域(如媒体和娱乐或建筑和制造),但也常在游戏制作中用于获取逼真的光照效果。

在虚幻引擎4(UE4)中,IES光源描述文件是1D纹理(梯度)。但其实际并非纹理文件。曲线以弧形定义光强度,该弧形“扫过”轴,并根据提供的真实世界数据,使点光源、聚光源和矩形光源投射逼真光线。此曲线的工作原理与光总亮度的乘数类似,例如从光源投射纹理时,不会产生使用纹理的开销,也不会在某些角度发生错误。

在以下范例中,IES描述文件被指定到点光源,各面板左上角的图表显示给定IES描述文件的形状。

点击查看大图。

如在文本编辑器中打开IES描述文件,可发现其为包含各式元数据的ASCII文件,如Lithonia TE_150S_E17_C范例所示:

IESNA:LM-63-2002
[TEST] 11915
[TESTDATE] 1/31/2008
[ISSUEDATE] 1/24/2014
[TESTLAB] ACUITY BRANDS LIGHTING CONYERS LAB
[TESTMETHOD] IES LM-46:2004
[MANUFAC] Lithonia Lighting
[LUMCAT] TE 150S E17 C (SC=1.0)
[LUMINAIRE] PREMIUM ENCLOSED HIGHBAY INDUSTRIAL WITH ALUMINUM REFLECTOR, CLEAR TEMPERED GLASS LENS, AND CONCENTRATING DISTRIBUTION
[LAMPCAT] LU150
[LAMP] ONE 150-WATT CLEAR ET-23.5 HIGH PRESSURE SODIUM, VERTICAL BASE-UP POSITION
[BALLAST] 
[BALLASTCAT] 
[DISTRIBUTION] DIRECT, SC-0=1.05, SC-90=1.05
[_LAMPPOSITION] 0 , 0
[_LAMPTYPE] HIGH PRESSURE SODIUM
[_LAMPWATTAGE] 150
[_LAMPLUMENS] 16000
[_MOUNTING] Suspended
[_FAMILY] TE E17
[_PRODUCTID] 69f8c24f-2e1c-4665-820d-92d61687bd9f
[_INFOLINK] www.lithonia.com/visual/ies/ies.asp?vfile=
[_PRODUCTGROUP] INDOOR HID
[_TERCAT] Highbay, Nonlinear                                
[_TER] 41
TILT=NONE
1  16000  1  11  1  1  1  -1.4  0  0
1  1  189
0  5  15  25  35  45  55  65  75  85  90
0
8461  8664  10082  7108  4474  1272  330  106  54  39  35

使用方法

按照以下步骤在UE4中使用你的IES描述文件:

导入和指定到光源

  1. 要导入IES描述文件,可使用可用纹理导入方法之一:使用 新增(Add New) 按钮、拖放或右键菜单。

  2. 选择场景中的点光源聚光源矩形光源。在 细节 面板中,将光源描述文件指定到 光源描述文件(Light Profiles) 下的 IES纹理(IES Texture) 插槽。

    IESProfiles_Details.png

由于光源描述文件遮罩和低光照贴图分辨率,因此使用拥有预计算 静态 光照构建的光源描述文件可能会导致较差效果。提高接收表面的光照贴图分辨率或使用 静止可移动 光源可获得最佳效果。

描述文件光源强度

也可选择使用IES描述文件的光源强度,而非光源本身的 强度

IESProfiles_Details2.png

  • 使用IES强度(Use IES Intensity) 将使用描述文件中的光源亮度;禁用时,则会使用选定光源的强度值。

  • IES强度比例(IES Intensity Scale) 整体调整描述文件的亮度贡献。仅在启用 使用IES强度(Use IES Intensity) 时才可设置该数值。

纹理属性

打开IES描述文件时,纹理编辑器纹理光源描述文件(Texture Light Profiles) 下提供若干可供设置的选项:

IES_TextureEditorProperties.png

属性

说明

亮度(Brightness)

从IES描述文件导入的光源亮度(以烛光计)。在光源上启用 使用IES强度(Use IES Intensity),且该值小于等于0时,描述文件仅用于遮罩,导致光源完全被描述文件遮住。此外,该选项应与光源的 平方反比衰减(Inverse Square Falloff) 设置结合使用。

纹理乘数(Texture Multiplier)

此不可编辑值为乘数,用于将纹理值映射到整合为1.0f球体的结果。

3D光源描述文件可视化

选择已指定IES纹理的光源时,将显示可视化光源代表。

未选中光源

选中光源

附加说明

性能

IES描述文件的渲染速度极快,不会对性能造成显著影响,因此相较于光源函数,其是塑造光源形态的理想选择。

聚光源

在任何点光源或矩形光源上使用IES描述文件时,会在视觉上将此类光源转化为聚光源,而在聚光源上使用此类光源则造成类似效果,唯一区别是聚光源锥体会遮住IES描述文件效果。但由于聚光源的投射区为179度弧形(最大角度),因此通过该点的IES数据将丢失。

选中光源

未选中光源

在此比较中,IES描述文件朝所有方向发射光线。聚光源使用IES数据时,将以聚光源的 锥体角度 裁剪该数据。点光源使用IES数据时,不会裁剪IES描述文件。

获取和预览光源描述文件

由于几乎所有主流照明制造商均免费提供IES描述文件,因此最简单的获取方法便是访问制造商网站进行下载。以下为部分链接:

要查看光源IES描述文件,可使用光度查看器,如免费可用的IESviewer。利用其可选择光源描述文件,显示描述文件并预览效果,以便之后决定是否导入到UE4中。

IESviewer

图像来源Andrey Legotin。

某些制造商网站(如Lithonia网站)拥有内置描述文件查看器,可在网页浏览器中使用,而无需下载描述文件进行预览。

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