虚幻引擎Twinmotion中的实时光线追踪之建筑可视化

2021年7月20日
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长久以来,对于使用离线渲染解决方案的可视化专家来说,设计出客观精确、真实可信的建筑方案是他们始终追求的目标。这些专家通常需要等待数小时才能渲染出一帧画面。随着实时光线追踪在虚幻引擎中的正式亮相,沉浸式的实时体验在如今可以变得同样真实,使项目参与者能够评估等身尺度的设计效果,并且瞬间就能渲染出以假乱真的画面。

虚幻引擎Twinmotion中的实时光线追踪之建筑可视化

阴影

虚幻引擎提供的阴影光线追踪功能对日光这类研究尤为重要,因为在这类效果中精度十分关键。该功能对于室内设计而言同样重要,因为这使得区域光源产生的动态柔和阴影能够捕捉到家具装饰等对象上的微小细节,从而使真实度不再是“就差那么一点点”,而是能完全令人信服。根据光源的大小和角度,物体阴影会在靠近接触面的位置变得更加清晰锐利,但在远处时会变得更加柔和宽泛——就像现实中的效果一样。

虚幻引擎Twinmotion中的实时光线追踪之建筑可视化

在这张关于光线追踪阴影的图片中,注意地毯上椅子的阴影是如何随着远离椅子而变得愈加柔和的。

光线追踪的阴影不仅在真实程度上比使用深度贴图的同类效果更为精确(参见上方由Neoscape提供的图片),而且使用起来就像打开开关一样简单。相反,如果没有光线追踪,深度贴图阴影的设置必须根据对象和摄像机之间的距离进行优化,并且需要进行反复调整才能在质量和性能之间取得最佳平衡。

虚幻引擎Twinmotion中的实时光线追踪之建筑可视化

在这幅图片中,室内家具上的阴影效果十分柔和,为场景增添了真实感。

反射

光线追踪反射能够模拟拥有精确效果并且支持多次反射的场景反射,从而让反射表面创建出相互反射的效果。在一些包含光滑混凝土地面或金属玻璃墙面的建筑项目中,光线追踪反射将真实度提升到了一个全新的水平。

虚幻引擎Twinmotion中的实时光线追踪之建筑可视化

屏幕空间反射(左)和光线追踪反射(右)的对比效果。注意光线追踪如何更为精确地捕捉场景,尤其是烹饪锅上的反射效果。

和阴影一样,光线追踪反射也有两方面的好处:几乎无需任何设置,品质却更胜一筹,从而省去了因为放置反射探头或平面反射(平面反射只能在特定视角提供准确效果)而带来的麻烦和差错。与屏幕空间反射不同,光线追踪反射能够反射视野范围之外的内容。

虚幻引擎Twinmotion中的实时光线追踪之建筑可视化

屏幕空间反射(L)和光线追踪反射(R)的对比效果。注意橱柜上的光线追踪反射如何显示来自摄像机视锥体之外的对象。

天空光源

在渲染室外场景或带有大面积窗户的室内场景时,能否准确呈现天空光源对于场景的真实性至关重要。对天空光源进行光线追踪使你能使用高动态范围(HDR)图像来照亮场景,因此产生的光照效果微妙柔和,能够媲美现实世界。

虚幻引擎Twinmotion中的实时光线追踪之建筑可视化

在上方的示例中,两张图片都使用了天空光源,展示了基于图片的光线追踪光照技术(IBL)是如何为同一个场景轻松营造出不同氛围的。

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