CN115731369A - 一种基于虚幻引擎的后处理材料获取方法及使用方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于虚幻引擎的后处理材料获取方法及使用方法，其中，基于虚幻引擎的后处理材料获取方法，包括如下步骤：获取生成位置，根据相机位置和生成位置获得向量；根据向量对生成位置进行转换，获得屏幕空间位置；根据生成位置、屏幕空间位置和向量获得末始蒙版UV，并将末始蒙版UV作为后处理材料输入至场景显示贴图内。本申请通过转换空间将场景中的物体的三维位置转化为二维向量，获得后处理材料，并将该后处理材料提供给后期处理效果使用，从而实现在三维空间定位后处理特效的位置和范围的效果。

Description

一种基于虚幻引擎的后处理材料获取方法及使用方法

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于虚幻引擎的后处理材料获取方法及使用方法。

背景技术

虚幻引擎的后处理特效是针对屏幕的二维效果。通过创建一种后处理材质，访问一个自定义模板的缓冲区，该缓冲区可在着色器中使用，以在某些对象上创建蒙版，从而实现三维空间中屏幕后处理的方法。但虚幻引擎中的现有的后处理特效为二维效果，无法在三维空间定位后处理特效的位置和范围。

发明内容

本申请的目的在于提供一种基于虚幻引擎的后处理材料获取方法及使用方法，通过转换空间将场景中的物体的三维位置转化为二维向量，获得后处理材料，并将该后处理材料提供给后期处理效果使用，从而实现在三维空间定位后处理特效的位置和范围的效果。

为达到上述目的，本申请提供一种基于虚幻引擎的后处理材料获取方法，包括如下步骤：获取生成位置，根据相机位置和生成位置获得向量；根据向量对生成位置进行转换，获得屏幕空间位置；根据生成位置、屏幕空间位置和向量获得末始蒙版UV，并将末始蒙版UV作为后处理材料输入至场景显示贴图内。

如上的，其中，利用生成位置减去相机位置获得向量。

如上的，其中，通过自定义世界位置到屏幕三维建模转换节点将向量输入至相机相对位置，使得生成位置从世界空间位置转换为屏幕空间位置。

如上的，其中，根据生成位置、屏幕空间位置和向量获得末始蒙版UV的子步骤如下：对生成位置进行处理，获得初始蒙版UV；将初始蒙版UV输入至球形遮罩节点的A端；将屏幕空间位置输入至球形遮罩节点的B端；将向量输入至球形遮罩节点的半径端口；完成输入后，球形遮罩节点根据初始蒙版UV、屏幕空间位置和向量生成输出结果，并将输出结果作为末始蒙版UV。

如上的，其中，对生成位置进行处理，获得初始蒙版UV的子步骤如下：显示生成位置的UV纹理贴图坐标；将生成位置的UV纹理贴图坐标之外的UV纹理贴图坐标全部剔除，将保留的生成位置的UV纹理贴图坐标作为初始蒙版UV。

如上的，其中，将末始蒙版UV作为后处理材料输入至场景显示贴图的屏幕后处理材质内。

本申请还提供一种基于虚幻引擎的后处理材料使用方法，包括如下步骤：将后处理盒子的后处理特效体积添加至世界场景的关卡中；在启用体积框中将后处理盒子的后处理特效体积设置为无边界；将场景显示贴图的屏幕后处理材质加入至后处理盒子的后处理特效体积内；其中，屏幕后处理材质包括多个后处理材料，多个后处理材料中包括：上述的末始蒙版UV；根据项目需求对后处理盒子的后处理特效体积进行使用。

如上的，其中，屏幕后处理材质还包括：材质域、混合模式、贴花混合模式、着色模型、双面、使用材质属性、投射光线追踪阴影和次表面轮廓。

如上的，其中，材质域的选项至少包括：表面、延迟贴花、光照函数、体积、后期处理、用户界面和虚拟纹理。

如上的，其中，后处理材料的属性至少包括：可混合位置、输出透明度和可混合优先级。

本申请通过转换空间将场景中的物体的三维位置转化为二维向量，获得后处理材料，并将该后处理材料提供给后期处理效果使用，从而实现在三维空间定位后处理特效的位置和范围的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为基于虚幻引擎的后处理材料获取方法一种实施例的流程图；

图2为基于虚幻引擎的后处理材料使用方法一种实施例的流程图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本申请提供一种基于虚幻引擎的后处理材料获取方法，包括如下步骤：

S110：获取生成位置，根据相机位置和生成位置获得向量。

进一步的，利用生成位置(In Position)减去相机位置(Camera Position)获得向量。

具体的，生成位置为物体在世界空间中生成的位置。相机位置为相机在世界空间中的位置。利用生成位置(In Position)减去相机位置(Camera Position)所获得的向量的方向为视线看向物体的方向。

S120：根据向量对生成位置进行转换，获得屏幕空间位置。

进一步的，通过自定义世界位置到屏幕三维建模转换节点将向量输入至相机相对位置，使得生成位置从世界空间位置转换为屏幕空间位置。

具体的，自定义世界位置到屏幕三维建模转换节点(Manual World To ScreenUVs Transform)为现有的，通过自定义世界位置到屏幕三维建模转换节点将向量输入至相机相对位置(Camera Relative Position)，使得生成位置从最初的世界空间位置转换为屏幕空间位置。其中，屏幕空间位置为物体在屏幕空间中的位置。

进一步的，作为一个实施例，根据向量对生成位置进行转换，获得屏幕空间位置的方法为：利用世界位置减去相机位置得到相机相对位置，将相机相对位置的值分别与相机世界位置的X轴的值和Y轴的值相乘，完成相乘后，将相乘获得的两个数值相加，然后用相加的和除于相机世界位置的Z轴的值乘以1/2tan(视场角)后获得的值，并将相除后获得的值补偿给非方形缓冲区，完成补偿后，再除以相机世界位置的X轴的值和Y轴的值以找到透视投影，获得最终值，最后将最终值解压到0-1，完成解压后，即可得到了屏幕空间位置。

S130：根据生成位置、屏幕空间位置和向量获得末始蒙版UV，并将末始蒙版UV作为后处理材料输入至场景显示贴图内。

具体的，本申请中的UV均指三维建模的UV纹理贴图坐标。作为一个实施例，UV由X轴与Y轴组成，UV的(0,0)点在左上角，右下角为(1,1)。X坐标和Y坐标均小于和等于0的是黑色；Y坐标为0的是红色；X坐标为0的是绿色，X坐标和Y坐标均大于0的是黄色。

进一步的，根据生成位置、屏幕空间位置和向量获得末始蒙版UV的子步骤如下：

S1301：对生成位置进行处理，获得初始蒙版UV。

进一步的，对生成位置进行处理，获得初始蒙版UV的子步骤如下：

S13011：显示生成位置的UV纹理贴图坐标。

S13012：将生成位置的UV纹理贴图坐标之外的UV纹理贴图坐标全部剔除，将保留的生成位置的UV纹理贴图坐标作为初始蒙版UV。

具体的，初始蒙版UV为圆形蒙版。

S1302：将初始蒙版UV输入至球形遮罩节点的A端。

具体的，通过现有的球形遮罩节点(SphereMask)的A端输入初始蒙版UV。

S1303：将屏幕空间位置输入至球形遮罩节点的B端。

具体的，通过现有的球形遮罩节点(SphereMask)的B端输入屏幕空间位置。

S1304：将向量输入至球形遮罩节点的半径端口。

具体的，通过现有的球形遮罩节点(SphereMask)的半径端口(Radius)输入向量。通过向量的长度对蒙版的大小进行调节。

S1305：完成输入后，球形遮罩节点根据初始蒙版UV、屏幕空间位置和向量生成输出结果，并将输出结果作为末始蒙版UV。

具体的，末始蒙版UV为圆形蒙版。

进一步的，将末始蒙版UV作为后处理材料输入至场景显示贴图的屏幕后处理材质内。

具有的，虚幻引擎中现有的后处理特效为二维效果。本申请通过转换空间，将场景中的物体的三维位置转化为二维向量，获得能实现在三维空间定位后处理特效的位置和范围的末始蒙版UV，并将末始蒙版UV作为后处理材料输入至场景显示贴图(SceneTexture)的屏幕后处理材质内，提供给后期处理效果使用，可实现扭曲、色相分离和后期混合等特殊屏幕效果。

如图2所示，本申请提供一种基于虚幻引擎的后处理材料使用方法，包括如下步骤：

S210：将后处理盒子的后处理特效体积添加至世界场景的关卡中。

具体的，在世界场景的关卡中添加后处理盒子(PostProcessVolume)的后处理特效体积。其中，后处理盒子(PostProcessVolume)为现有的。

S220：在启用体积框中将后处理盒子的后处理特效体积设置为无边界。

S230：将场景显示贴图的屏幕后处理材质加入至后处理盒子的后处理特效体积内；其中，屏幕后处理材质包括多个后处理材料，多个后处理材料中包括：根据上述的基于虚幻引擎的后处理材料获取方法获得的末始蒙版UV。

S240：根据项目需求对后处理盒子的后处理特效体积进行使用。

具体的，根据项目需求对后处理盒子的后处理特效体积进行使用，例如：添加畸变、扭曲和色相分离等屏幕后处理定制效果。

进一步的，屏幕后处理材质还包括：材质域、混合模式、贴花混合模式、着色模型、双面、使用材质属性、投射光线追踪阴影和次表面轮廓。

进一步的，材质域的选项至少包括：表面、延迟贴花、光照函数、体积、后期处理、用户界面和虚拟纹理。

具体的，通过材质域(Material Domain)的选项指定如何使用某个材质。其中，一些材质的使用(例如：贴花)还需要额外的指令，以便渲染引擎加以考虑。其中，材质域(Material Domain)包括以下选项：

表面(Surface)：使用该选项将材质定义为将用于对象表面的东西，例如：金属、塑料、皮肤或任何物理表面。

延迟贴花(Deferred Decal)：使用该选项制作贴花材质。

光照函数(Light Function)：创建结合光照函数使用的材质时应使用此选项进行设置。

体积(Volume)：该选项在将材质的属性描述为3D体积时使用。

后期处理(Post Process)：如果材质将用作后期处理材质，则使用此选项进行设置。

用户界面(User Interface)：材质用于UMG或Slate用户界面时使用此选项进行设置。

虚拟纹理(Virtual Texture)：制作运行时虚拟纹理使用此选项进行设置。

进一步的，混合模式(Blend Mode)用于描述当前材质的输出如何与背景中已经绘制的内容进行混合。可以控制虚幻引擎在渲染时将材质(源颜色(Source color))与帧缓冲中已经存在的材质(目标颜色(Destination color))结合起来。混合模式包括的选项如下：

(1)BLEND_Opaque最终颜色＝源颜色。这意味着材质将在背景上绘制。此混合模式与光照兼容。

(2)BLEND_Masked最终颜色＝如OpacityMask>OpacityMaskClipValue，则为源颜色；否则该像素将被丢弃。此混合模式与光照兼容。

(3)BLEND_Translucent最终颜色＝源颜色不透明度+目标颜色(1-不透明度)。此混合模式与动态光照不兼容。

(4)BLEND_Additive最终颜色＝源颜色+目标颜色。此混合模式与动态光照不兼容。

(5)BLEND_Modulate最终颜色＝源颜色x目标颜色。此混合模式与动态光照或雾不兼容，除非该材质为贴花材质。

进一步的，贴花混合模式(Decal Blend Mode)用于定义混合模式(Blend Mode)，当材质域(Material Domain)属性设置为延迟贴花(Deferred Decal)时将使用这种混合模式，且在对材质域(Material Domain)进行相应的设置之前不能更改。贴花混合模式包含的混合模式不同于表面可用的混合模式。贴花混合模式包括如下模式：

(1)半透明(Translucent)模式包括：贴花混合底色(BaseColor)、金属感(Metallic)、高光度(Specular)、粗糙度(Roughness)、自发光(Emissive)颜色、不透明度(Opacity)和法线(Normal)。利用半透明模式混入完全独立的材质，比如：一个波浪起伏的水坑，周围是基于法线贴图打造的泥泞结构。

(2)污渍(Stain)模式包括：混合底色(Base Color)和不透明度(Opacity)。适用于只改变颜色的贴花，如：墙上的干喷漆。

(3)法线(Normal)模式包括：混合法线(Normal)和不透明度(Opacity)。适用于在表面上添加裂纹。

(4)自发光(Emissive)模式包括：混合自发光(Emissive)和不透明度(Opacity)通道。能够让原本不发光的东西发光。

DBuffer半透明颜色、法线、粗糙度(DBuffer Translucent Color,Normal,Roughness)：也可以放入DBuffer中用于烘焙光照。

(5)DBuffer半透明颜色(DBuffer Translucent Color)模式：放入DBuffer中用于烘焙光照。

(6)DBuffer半透明颜色、法线(DBuffer Translucent Color,Normal)模式：放入DBuffer中用于烘焙光照。

(7)DBuffer半透明颜色、粗糙度(DBuffer Translucent Color,Roughness)模式：放入DBuffer中用于烘焙光照。

(8)DBuffer半透明法线(DBuffer Translucent Normal)模式：放入DBuffer中用于烘焙光照。

(9)DBuffer半透明法线、粗糙度(DBuffer Translucent Normal,Roughness)模式：放入DBuffer中用于烘焙光照。

(10)DBuffer半透明粗糙度(DBuffer Translucent Roughness)模式：放入DBuffer中用于烘焙光照。

(11)体积距离函数(实验性)(Volumetric Distance Function(experimental))模式：根据LightVector在不透明度中输出一个有向距离。没有阴影投射，但会接收阴影。此外，没有进行逐像素法线和质量设置。

(12)AlphaComposite(预乘透明度)(AlphaComposite(Premultiplied Alpha))模式：将材质与现有场景颜色混合。贴图颜色已预乘透明度。

(13)环境光遮蔽(Ambient Occlusion)模式：将环境光遮蔽应用于贴花，模拟在表面缝隙中发生的自身阴影投射。

进一步的，着色模型(Shading Model)用于决定如何组合输入的材质(如：自发光、漫反射、高光度和法线等)以形成最终颜色。例如：

(1)无光照(Unlit)：材质仅由自发光(Emissive)和不透明度(Opacity)输入定义，不响应光照。

(2)默认光照(Default Lit)：默认着色模型，适用于大部分实心物体。

(3)次表面(Subsurface)：用于次表面散射材质，如：蜡和冰。激活次表面颜色(Subsurface Color)输入。

(4)预整合皮肤(Preintegrated Skin)：用于类似于人类皮肤的材质。激活次表面颜色(Subsurface Color)输入。

(5)透明涂层(Clear Coat)：用于表面有半透明涂层的材质，如：车漆或清漆。激活透明涂层(Clear Coat)和透明涂层粗糙度(Clear Coat Roughness)输入。

(6)次表面轮廓(Subsurface Profile)：用于类似于人类皮肤的材质。需要使用次表面轮廓才能正常使用。

(7)双面植物(Two Sided Foliage)：利用准确的光照和穿过表面(如：树上的树叶)的光线透射来制作真实外观植物的材质。

(8)毛发(Hair)：用于制作逼真的头发材质，可以精确照亮发束并处理高光度。

(9)布料(Cloth)：用于制作逼真布料及其表面绒毛的材质。

(10)眼睛(Eye)：用于重新制作类人眼睛自然外观的材质。

(11)单层水(Single Layer Water)。

(12)薄半透明(Thin Translucent)：用于基于物理原理制作玻璃的材质，例如：有色玻璃或彩色玻璃。可以有效处理来自光源和有色背景对象的白色高光。

(13)From材质表达式(From Material Expression)：用于在单一材质中处理多个着色模型。

具体的，双面(Two Sided)：法线将被翻转到背面，同时计算正面和背面的光照。通常用于植物，避免多边形数量加倍。"双面"无法正常用于静态光照，因为网格体仍然只使用单一UV集进行光线映射。因此，使用静态光照的双面材质两侧会有相同的阴影。

使用材质属性(Use Material Attributes)：此勾选框将使材质主节点被压缩成标记为"材质属性(Material Attributes)"的单一输入。需要使用分层材质混入多个材质、或使用Make Material Attributes表达式节点定义多个材质类型时，此属性十分实用。

投射光线追踪阴影(Cast Ray Traced Shadows)：在项目设置(ProjectSettings)中启用光线追踪功能后，选中此勾选框可实现将光线追踪阴影与此材质一同使用。

次表面轮廓(Subsurface Profile)：用于更改材质(Material)中使用的次表面轮廓。

进一步的，后处理材料的属性至少包括：可混合位置、输出透明度和可混合优先级。

具体的，可混合位置(Blendable Location)：如果当前的材质为用作后期处理的材质，则通过可混合位置来控制材质在色调映射之前还是之后计算。

输出透明度(Output Alpha)：如果启用，可混合对象将输出透明度。

可混合优先级(Blendable Priority)：当多个节点同时出现，可混合优先级这个参数将决定多个节点的优先级，以及多个节点是否会合并。仅当材质域设置为后处理(PostProcess)时使用。

为可混合(Is Blendable)：允许关闭可混合性。仅当材质域(Material Domain)设为后期处理(Post Process)时才使用。

进一步的，后处理材料的高级属性至少包括：启用模具测试、模具对比和模具参考值。

具体的，启用模具测试(Enable Stencil Test)：仅针对通过自定义深度/模具缓冲模具测试的像素选择性地执行材质后期处理。未通过模具测试的像素将填充之前的材质后期处理输出或场景颜色。

模具对比(Stencil Compare)：使用下拉菜单比较模具测试。

模具参考值(Stencil Ref Value)：用于设置模具参考值。

本申请通过转换空间将场景中的物体的三维位置转化为二维向量，获得后处理材料，并将该后处理材料提供给后期处理效果使用，从而实现在三维空间定位后处理特效的位置和范围的效果。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，本申请的保护范围意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请保护范围及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于虚幻引擎的后处理材料获取方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取生成位置，根据相机位置和生成位置获得向量；

根据向量对生成位置进行转换，获得屏幕空间位置；

根据生成位置、屏幕空间位置和向量获得末始蒙版UV，并将末始蒙版UV作为后处理材料输入至场景显示贴图内。

2.根据权利要求1所述的基于虚幻引擎的后处理材料获取方法，其特征在于，利用生成位置减去相机位置获得向量。

3.根据权利要求2所述的基于虚幻引擎的后处理材料获取方法，其特征在于，通过自定义世界位置到屏幕三维建模转换节点将向量输入至相机相对位置，使得生成位置从世界空间位置转换为屏幕空间位置。

4.根据权利要求3所述的基于虚幻引擎的后处理材料获取方法，其特征在于，根据生成位置、屏幕空间位置和向量获得末始蒙版UV的子步骤如下：

对生成位置进行处理，获得初始蒙版UV；

将初始蒙版UV输入至球形遮罩节点的A端；

将屏幕空间位置输入至球形遮罩节点的B端；

将向量输入至球形遮罩节点的半径端口；

完成输入后，球形遮罩节点根据初始蒙版UV、屏幕空间位置和向量生成输出结果，并将输出结果作为末始蒙版UV。

5.根据权利要求4所述的基于虚幻引擎的后处理材料获取方法，其特征在于，对生成位置进行处理，获得初始蒙版UV的子步骤如下：

显示生成位置的UV纹理贴图坐标；

将生成位置的UV纹理贴图坐标之外的UV纹理贴图坐标全部剔除，将保留的生成位置的UV纹理贴图坐标作为初始蒙版UV。

6.根据权利要求5所述的基于虚幻引擎的后处理材料获取方法，其特征在于，将末始蒙版UV作为后处理材料输入至场景显示贴图的屏幕后处理材质内。

7.一种基于虚幻引擎的后处理材料使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

将后处理盒子的后处理特效体积添加至世界场景的关卡中；

在启用体积框中将后处理盒子的后处理特效体积设置为无边界；

将场景显示贴图的屏幕后处理材质加入至后处理盒子的后处理特效体积内；其中，屏幕后处理材质包括多个后处理材料，多个后处理材料中包括：根据权利要求1-6中任意一项所述的基于虚幻引擎的后处理材料获取方法获得的末始蒙版UV；

根据项目需求对后处理盒子的后处理特效体积进行使用。

8.根据权利要求7所述的基于虚幻引擎的后处理材料使用方法，其特征在于，屏幕后处理材质还包括：材质域、混合模式、贴花混合模式、着色模型、双面、使用材质属性、投射光线追踪阴影和次表面轮廓。

9.根据权利要求8所述的基于虚幻引擎的后处理材料使用方法，其特征在于，材质域的选项至少包括：表面、延迟贴花、光照函数、体积、后期处理、用户界面和虚拟纹理。

10.根据权利要求9所述的基于虚幻引擎的后处理材料使用方法，其特征在于，后处理材料的属性至少包括：可混合位置、输出透明度和可混合优先级。

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