UE 路径追踪 动态效果

Question

UE5中，在路径追踪下，有没有办法实现流动的洋面？
项目需要在定序器中渲染，把UE5当成离线渲染器使用。路径追踪无法跟上材质动画。为此都取消掉了动态HDRI。。

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

在UE5中，路径追踪（Path Tracing）是一种高级渲染技术，它能产生非常逼真的光照效果，但计算量巨大，特别是在处理动态场景时。对于动态洋面的模拟，这确实是一个挑战，因为洋面的动态变化需要实时更新，而路径追踪在处理这种实时更新时可能会遇到性能瓶颈。

不过，有一些策略可以尝试来实现在路径追踪模式下的流动洋面：

1. 使用程序化波浪纹理：创建一个基于时间变化的程序化波纹纹理，用于模拟洋面的动态变化。这样，你可以在不频繁更新整个场景的情况下，仅更新水面材质中的纹理坐标，从而实现洋面的动态效果。这种方法的核心在于设计一个高效的纹理更新逻辑，确保每次更新只影响必要的像素，以减少路径追踪的计算负担。

   例如，你可以在材质节点中使用Time变量结合Sine函数来控制波浪的高度，再通过Noise函数增加细节波动。

2. 分层水面技术：将水面分为多个层次，每一层有不同的动态特性。最上面的几层可以有快速变化的波浪，而下面的层次则较为平缓。这样可以减少整体的计算复杂度，同时保持视觉上的动态感。

3. 预计算流体动力学数据：利用外部工具（如Houdini、Blender等）预计算水面的动态变化，然后将这些数据作为纹理导入到UE5中。虽然这可能限制了水面变化的实时性，但在定序器中渲染时，这种预计算的数据可以提供足够逼真的动态效果。

4. 使用光线追踪的动态模糊：虽然这不会直接影响水面的动态，但可以增强运动的感觉，使水面看起来更加真实。动态模糊可以通过追踪物体在一段时间内的运动轨迹来实现，即使水面本身没有实时更新，也能给人一种流动的感觉。

5. 混合渲染技术：结合路径追踪与传统的光栅化渲染技术。例如，可以使用路径追踪渲染静态部分和关键光源，而对于动态洋面，则使用传统的光栅化技术结合高质量的后处理效果，如SSAO、屏幕空间反射等，来提升视觉效果。

示例代码片段（材质表达式）：

// 在材质编辑器中定义一个基于时间变化的波纹效果
float Time = GetWorldTimeSeconds();
float WaveHeight = FMath::Sin(Time * 2) * 0.1; // 基于时间变化的波高
float NoiseFactor = FBM_Noise3D((UVs * 10) + (Time * 2)); // 添加一些随机噪点
WaveHeight += NoiseFactor * 0.05;

最终，选择哪种方法取决于你的具体需求和资源限制。实验不同的技术组合，找到最适合你项目的方案。在进行这些操作时，记得定期检查性能，确保路径追踪下的动态效果既美观又可接受。