Unreal Engine Technology Keywords

Megestus2024年7月28日

收录一下虚幻引擎的一些技术关键词以及描述

渲染管线

渲染模式

前向渲染 (Forward Rendering)

向前渲染是一种较为传统的渲染方式，它直接根据材质属性和光照模型计算每个像素的颜色。

延迟渲染 (Deferred Rendering)

延迟渲染是一种优化的渲染技术，它将光照计算推迟到所有几何对象都渲染完成之后再进行。

集群前向/延迟渲染

集群前向渲染 (Clustered Forward Rendering)
- 一种改进的前向渲染技术，使用集群数据结构来优化光源和阴影的计算，适合处理大量光源和复杂场景。
集群延迟渲染 (Clustered Deferred Rendering)
- 结合集群化的数据结构和延迟渲染技术，以提高对大规模光源的处理能力和渲染效率。

全局光照 (GI)

动态全局光照 (Dynamic Global Illumination)

在虚幻引擎5中，Lumen取代了传统的光照系统，但在一些早期版本中，动态全局光照技术（如Voxel Cone Tracing）用于实时计算间接光照。支持动态的光源（如太阳光、点光源）和阴影，包括高质量的阴影贴图和阴影体积。

屏幕空间全局光照 (Screen Space Global Illumination, SSGI)

一种基于屏幕空间的全局光照技术，通过屏幕中的信息进行间接光照计算，提升场景的光照效果。

实时全局光照 (Real-Time Global Illumination, RTGI)

实时计算间接光照和反射效果，以提高光照的准确性和视觉质量。

实时光线追踪 (Ray Tracing)

从虚幻引擎4.22版本开始，支持实时光线追踪，提供更高的光影质量和逼真的视觉效果。

运行时硬件光线追踪 (Runtime Hardware Ray Tracing)
- 利用现代GPU的光线追踪能力进行实时光线追踪，包括反射、折射和全局光照。
光线追踪阴影 (Ray Traced Shadows)
- 通过光线追踪技术生成高质量的阴影，减少传统阴影贴图中的伪影和锯齿问题。
光线追踪反射 (Ray Traced Reflections)
- 实现高精度的反射效果，包括动态反射和环境反射，提高视觉真实感。
光线追踪焦散 (Ray Traced Caustics)
- 模拟光线通过折射或反射介质产生的焦散效果，用于增加光线经过透明物体时的视觉细节。
混合光线追踪 (Hybrid Ray Tracing)
- 结合光线追踪和传统光栅化渲染技术，以优化性能并提高视觉效果，适用于实时渲染场景。

全局光照探针

反射探针 (Reflection Probes)
- 用于捕捉场景中的环境反射信息，增强反射效果的准确性和真实性。
光照探针 (Light Probes)
- 用于捕捉环境光照和反射信息，提升动态对象的照明和反射效果。
环境光遮蔽探针 (Ambient Occlusion Probes)
- 使用探针捕捉场景中的环境光遮蔽数据，提高间接光照的精度和真实性。
光传播体积 (Light Propagation Volumes, LPV)
- 一种全局光照技术，通过在体积中传播光照信息来模拟间接光照效果，虽然在新版本中逐渐被Lumen取代，但在一些应用中仍然有用。

物理基础渲染 (PBR)

物理基础渲染 (Physically-Based Rendering, PBR)

通过模拟现实世界中材质的物理特性来提高材质的真实性。这包括光泽度、粗糙度、金属度等属性的物理准确描述。

物理基础光照 (Physically Based Lighting, PBL)

实现更加真实的光照效果，通过准确模拟光的传播和反射过程来提升视觉效果。

Lumen

Lumen 是虚幻引擎5中的一个高级全局光照系统，它能够实时计算整个场景的直接和间接光照，并且能够适应动态变化的光照条件和场景几何体的变化。

Lumen 的特点

全局光照

支持全局光照计算，能够模拟光线在场景中的反弹，从而产生更加自然真实的光照效果。

动态光照

能够处理动态光源的变化，例如太阳位置的变化或者室内光源的开关，无需重新烘焙光照即可看到实时的效果。

动态场景

当场景中的几何体发生变化时，Lumen 能够即时更新光照信息，确保光照的一致性和准确性。

高质量阴影

支持高质量的阴影计算，包括软阴影效果，使得阴影看起来更加自然。

可扩展性

Lumen 的设计考虑到了不同平台的性能差异，能够在高性能设备上提供极致的渲染效果，同时在较低端设备上也能保持良好的性能。

集成与交互

Lumen 与虚幻引擎5的其他功能紧密集成，例如与 Niagara 特效系统的交互，可以创建更加复杂和丰富的视觉效果。

粒子系统

Niagara

Niagara 是虚幻引擎的高级粒子系统工具，提供强大的粒子效果和模拟能力。

Cascade

Cascade 是传统的粒子系统工具，虽然Niagara在新版本中逐渐取代了它，但它仍然被用于一些项目中。

粒子系统优化

粒子系统多级细节
- 包括粒子系统的多级细节、裁剪和优化技术，以处理大量粒子效果而不影响性能。

动态光照与阴影

动态光照和阴影

动态光源
- 支持动态光源和阴影，允许光照和阴影根据场景中的变化实时更新。
实时阴影
- 包括光源的实时阴影、阴影贴图的分辨率调整和阴影的模糊处理。

阴影滤波

Percentage-Closer Filtering (PCF)
- PCF通过对阴影贴图中的多个样本进行平均，减少锯齿效果。是一种常用的阴影过滤技术。实现简单且效率较高，适用于大多数场景。
级联阴影贴图 (Cascaded Shadow Maps, CSM)
- CSM用于在大型户外场景中实现高质量阴影。它将阴影贴图分成多个级联层，每个层级有不同的分辨率和细节。适用于大型开放场景，提供远距离和近距离的阴影细节。
复杂阴影滤波
- 改进阴影滤波技术，如阴影模糊和光照质量处理，以减少阴影伪影并提升阴影效果。
距离场阴影 (Distance Field Shadows)
- 基于距离场数据生成高质量的阴影效果，特别适用于大范围的阴影和光源。
虚拟阴影贴图 (Virtual Shadow Maps, VSM)
- 提高阴影的精度和质量，减少传统阴影贴图中的锯齿和伪影问题，适用于大范围的光源和复杂场景。
屏幕空间阴影（Screen Space Shadows, SSS）
- 是一种基于后处理的技术，它利用现有的屏幕空间信息来模拟阴影效果。这种技术不需要额外的阴影贴图，而是通过分析深度缓冲区来确定哪些部分应该被遮挡产生阴影

抗锯齿

时域抗锯齿 (Temporal Anti-Aliasing, TAA)
- 通过将当前帧与前几帧的数据结合，减少锯齿效果和闪烁现象，提供更平滑的图像。
时域抗锯齿变体 (TAA Variants)
- 改进的TAA技术，如TAAU（Temporal Anti-Aliasing with Upsampling），提高图像质量和减少模糊。
多重采样抗锯齿 (Multisample Anti-Aliasing, MSAA)
- 一种抗锯齿技术，旨在减少图像中的锯齿效应，从而提供更平滑的边缘和更高的视觉质量。
超采样抗锯齿 (Super-Sample Anti-Aliasing, SSAA)
- 是一种抗锯齿技术，旨在通过渲染更高分辨率的图像并将其缩小到目标分辨率，以减少图像中的锯齿效应，从而提供更平滑的边缘和更高的视觉质量。
基于后处理的抗锯齿 (Fast Approximate Anti-Aliasing, FXAA)
- 基于后处理的抗锯齿技术，通过在渲染后的图像上应用快速的滤波器来减少锯齿，具有较低的性能开销，适合实时渲染应用。
TXAA (Temporal Anti-Aliasing + MSAA)
- TXAA是TAA和MSAA的结合，旨在利用两者的优势来提供更高质量的抗锯齿效果。它结合了TAA的时间采样和MSAA的空间采样。
时域超采样 (Temporal Super-Sampling, TSS)
- TSS结合了时间域的采样与空间域的超采样，通过在多个帧之间积累超采样数据来提高图像的分辨率和细节。通过时间上的超采样，TSS能够在较低的计算开销下实现接近SSAA的效果。
时域上采样 (Temporal Upsampling, TAAU)
- TAAU结合了时间域的抗锯齿技术（TAA）和上采样技术，用于在较低分辨率渲染场景，然后在时间域上进行高质量的上采样。它通过在低分辨率渲染的基础上，结合多个帧的数据进行上采样，提升图像的分辨率和细节。

屏幕空间技术

屏幕空间反射 (SSR)

屏幕空间反射 (Screen Space Reflections, SSR)
- 一种基于屏幕空间的反射技术，可以通过在当前视图中的像素数据来生成反射效果。它用于模拟表面反射，但可能在反射物体不在屏幕范围内时出现一些限制。

环境光遮蔽 (AO)

环境光遮蔽 (Ambient Occlusion, AO)
- 通过模拟光在接触到物体表面时的遮蔽效果，来增强视觉细节和深度感。虚幻引擎支持多种AO技术，如屏幕空间环境光遮蔽（SSAO）和遮蔽贴图（AO Maps）。
屏幕空间环境光遮蔽 (SSAO)
- 一种在屏幕空间内计算环境光遮蔽效果的技术。它用于模拟在现实世界中，由于物体间相互遮挡而产生的阴影效果，从而增强图像的深度感和真实感。
基于地平线的环境光遮蔽 (HBAO)
- 一种环境光遮蔽技术，通过考虑地平线方向来改进阴影效果和深度感。
基于地平线的环境光遮蔽+ (HBAO+)
- HBAO+是HBAO的改进版，旨在提高HBAO的性能和效果。通过优化采样和计算方法，HBAO+能够在更短的时间内计算出更高质量的遮蔽效果。
光线追踪环境光遮蔽 (RTAO)
- 利用光线追踪技术提高环境光遮蔽效果的精度，增强场景中的阴影细节。
距离场环境光遮蔽 (DFAO)
- 基于距离场的数据计算环境光遮蔽效果，以提供更高质量的阴影和深度感。

Depth of Field (DOF)

景深效果：模拟相机镜头的景深效果，使得场景中距离焦点较远的部分模糊，以增强视觉真实感和层次感。

Motion Blur

运动模糊：模拟物体在快速移动时产生的模糊效果，以提高运动的真实感和视觉冲击力。

Lens Flare

镜头光晕：模拟相机镜头中的光晕效应，提高场景中的光照效果和视觉表现。

Chromatic Aberration

色差效应：模拟相机镜头的色差现象，增强图像的真实感和视觉风格。

屏幕空间光晕 (Screen Space Glow)

屏幕空间光晕是一种增强光源周围亮度的技术，让光源更加突出，增强光照的氛围感

LOD (Level of Detail)

细节层次

支持自动或手动设置模型的不同细节层次，以根据摄像机与对象的距离来调整模型的复杂性，优化渲染性能。

分层细节层次 (Hierarchical LOD, HLOD)

分层细节层次系统用于优化大规模场景的渲染，通过减少渲染开销来提高性能。
在UE5中我们可以启用Nanite
- Nanite 是虚幻引擎5中的几何体虚拟化技术，使得开发者可以使用非常高分辨率的模型而无需担心传统的多边形限制。它自动处理细节层次（LOD），确保在各种距离下都能保持高质量的视觉效果。

曲面细分 (Tessellation)

曲面细分

动态细分模型的表面以增加几何细节，通常用于在近距离渲染时提高表面细节的精细度。

细分和位移贴图 (Tessellation and Displacement Mapping)

结合曲面细分和位移贴图技术，增加模型的几何细节和纹理表面复杂性。

视差贴图 (Parallax Mapping)

一种通过改变纹理映射方式来模拟表面细节的技术。它基于高度图来模拟深度感，但不会实际改变几何体的顶点位置。

世界位置偏移 (World Position Offset, WPO)

通过对顶点位置进行偏移来模拟额外的细节，如波浪或风的效果，而不改变原有的几何结构。

顶点动画 (Vertex Animation)

使用预计算的顶点动画数据来动态改变网格的形状，用于实现如布料、毛发等动态效果。

动态分辨率 (Dynamic Resolution)

根据性能需求动态调整渲染分辨率，以保持稳定的帧率，在高性能需求下不失流畅体验。

动态纹理流 (Dynamic Texture Streaming)

按需加载纹理资源，确保只有当前可视区域内的纹理被加载到内存中，减少内存占用。

合批与实例化

合批 (Batching)

静态合批
- 在构建阶段合并具有相同材质属性的对象，减少绘制调用次数。
动态合批
- 在运行时动态组合相似对象以减少绘制调用次数，提高渲染效率。
实例化
- 复用相同的模型实例，减少内存使用并提高渲染速度。

实例化渲染 (Instanced Rendering)

渲染多个相同或略有变化的模型实例，通过单个绘制调用来高效绘制大量重复物体。

顶点和片段着色器优化 (Vertex and Fragment Shader Optimization)

对着色器代码进行优化，减少不必要的计算，提高渲染性能。

布料与流体模拟

布料模拟 (Cloth Simulation)

模拟织物的行为，包括折叠、摆动和与其他物体的交互。

流体模拟 (Fluid Simulation)

模拟液体的行为，如水的流动、溅起的水花等。

破坏系统 (Destruction System)

模拟物体受到外力作用时的破坏过程，如爆炸、碰撞导致的碎片散落。

体素技术 (Voxel-Based Techniques)

使用体素（三维像素）表示物体，用于实现复杂的物理模拟，如真实的破坏效果和地形编辑。

环境与天气效果

动态天空光照系统 (Dynamic Sky Lighting System)

提供实时更新的天空光照，能够模拟不同时间和天气条件下的光照变化。

大气散射 (Atmospheric Scattering)

模拟光线在大气中的散射效果，产生真实的日出、日落和雾的效果。

体积云 (Volumetric Clouds)

创建具有真实感的云层，能够模拟云朵的密度、形状和光照效果。

热气模糊 (Heat Haze)

模拟热空气引起的视觉扭曲效果，例如远处地面的闪烁现象。

高动态范围 (High Dynamic Range, HDR)

支持更宽广的亮度范围，使场景中的亮部和暗部细节更加丰富。

高动态范围成像 (High Dynamic Range Imaging, HDRI)

利用HDR图像作为环境贴图，为场景提供真实的光照效果。

动态分辨率 (Dynamic Resolution)

根据游戏性能自动调整渲染分辨率，以保持稳定的帧率。

动态纹理流 (Dynamic Texture Streaming)

在需要时加载和卸载纹理数据，以减少内存占用并提高加载速度。

动态天气系统 (Dynamic Weather System)

实现可变的天气状况，如雨、雪、风等，并能实时改变，增加游戏世界的沉浸感。

次表面散射 (SSS)

次表面散射 (Subsurface Scattering, SSS)

模拟光线在物体内部散射的现象，用于实现皮肤、蜡烛、水果等半透明材质的真实感。

次表面散射配置文件 (SSS Profiles)

定义不同材质的次表面散射特性，包括散射距离、颜色等参数。

屏幕空间阴影 (Screen Space Shadows, SSS)

似乎这里有一个混淆，屏幕空间阴影 (Screen Space Shadows, SSO) 是一种渲染技术而不是次表面散射 (SSS) 的一部分。不过，我们可以将其理解为屏幕空间次表面散射 (Screen Space Subsurface Scattering)，这是一种近似计算次表面散射的技术。

体积效果 (Volumetric Effects)

通过体积光和烟雾等效果增强次表面散射的表现力。

贴花 (Decals)

在表面上添加额外的细节，如划痕、血迹等。
- 延迟贴花 (Deferred Decals)
  - 在渲染管线的后期阶段应用贴花，减少对性能的影响。

程序化内容生成 (Procedural Content Generation)

通过算法生成内容，减少手动工作量。
- 程序化纹理生成 (Procedural Texture Generation)
  - 自动生成纹理图案。
- 程序化网格生成 (Procedural Mesh Generation)
  - 自动生成几何体结构。
- 程序化动画 (Procedural Animation)
  - 自动生成角色动作。