UE灯光系统高级指南

本文章是系统化讲解UE自带的5种光源设置参数及灯光理论,建议用于查询使用。同时准备了一份省流版(参数对比文章)点击跳转

虚幻引擎(Unreal Engine)内置光源依据其功能特性可分为两大类别:

局部光源

包括但不限于以下类型:点光源(Point Light)、聚光灯(Spot Light)及矩形光源(Rect Light)。此类光源主要作用于特定区域范围,具备明确的方向性与空间局限性。

全局光源

涵盖定向光源(Directional Light)与天空光照(Sky Light)两类。此类光源通常模拟自然环境中的宏观光照效果,具有大范围覆盖特性,可为场景提供整体照明或环境反射效果。

局部光

使用方面

性能消耗排序为:矩形光源 > 点光源 > 聚光源。

基于游戏运行效率的考量,在游戏开发过程中不建议采用矩形光源,因其资源消耗显著高于其他光源类型。

概念-半影

如图可见,矩形光源半影质量更高,半影是什么?

半影是指在影子边缘出现的、亮度介于物体本影与周围明亮区域之间的模糊过渡区域

它的形成原因是光源并非理想的点光源,而是具有一定大小的面光源。当物体遮挡光线时,光源中部分发光点的光线被挡住,另一部分发光点的光线能够绕过物体边缘照射到区域,从而形成了这个半明半暗的过渡带

尽管该区域属于模糊过渡带,但其仍具有明确的固定宽度。光源的宽度与半影宽度呈正相关关系:光源宽度增加时,半影宽度相应增大;反之,光源宽度减小时,半影宽度亦随之减小。那么半影该如何计算呢?

半影的大小计算需结合光源尺寸物体尺寸光源与物体的距离(物距)物体与投影面的距离(像距) 四个核心参数,核心思路是通过相似三角形原理推导半影的扩展范围。

核心公式(适用于”点物体+扩展光源”场景)

当物体尺寸远小于光源尺寸,或可近似为”点物体”时,半影在投影面上的总宽度(W)计算公式为:

W=(D*L)/d

公式参数说明:

W:半影在投影面上的总宽度(单位:与其他参数一致,如cm、m);

D:光源的直径(或光源在垂直于光线方向上的最大尺寸,是核心变量,光源越大,半影越宽);

L:物体与投影面的距离(像距)(距离越远,半影越宽);

d:光源与物体的距离(物距)(距离越近,半影越宽)。

基础参数

通用参数

变换:

位置-灯光的空间位置

旋转-灯光的空间朝向

缩放-调节无效,若直接拉动缩放变化轴,调节的将是灯光的衰减半径

移动性:

静态(Static):

  • 计算时机:完全在烘培阶段(Baking) 完成计算,光照信息会预存为光照贴图(Lightmass),运行时不再计算。
  • 动态交互:无任何动态交互能力——灯光本身不能移动、旋转、修改参数;场景中可移动物体(如角色)也不会被该灯光照亮(会产生“黑影穿模”)。
  • 性能消耗:运行时性能消耗极低(仅加载光照贴图),适合照亮固定不变的场景(如墙壁、地板、静态道具)。

固定(Stationary)

  • 计算时机:混合计算——间接光照(如墙面反射光、全局光照) 在烘焙阶段完成,直接光照(灯光直射效果) 在运行时实时计算。
  • 动态交互:有限动态能力——灯光本身不能移动/旋转,但可在运行时修改亮度、颜色、范围;场景中可移动物体能被其直接光照亮(解决“黑影穿模”),但间接光照仍固定。
  • 性能消耗:运行时性能消耗中等(仅实时计算直接光照),兼顾静态光照的质感与部分动态需求。

可移动(Movable)

  • 计算时机:所有光照(直接光照+间接光照)均在运行时实时计算,不依赖烘焙。
  • ​动态交互:完全动态能力——灯光可自由移动、旋转、修改所有参数;场景中所有物体(静态/可移动)都会被其实时照亮,支持动态阴影、体积光等效果。
  • ​性能消耗:运行时性能消耗极高(实时计算全量光照,尤其阴影和间接光照会占用大量GPU),对硬件配置要求较高。

光源(Light):

强度(Intensity)-光源强度本质是控制光源发光 “能量” 的参数,其数值大小直接决定了光线照亮物体的明亮程度和范围

强度单位(Intensity Units)-灯光强度数值所依照的单位,与灯光强度存在互相影响的物理关系

光源颜色(Light Color)-凭空造色调节灯光的RGB颜色,手动指定 RGB 值(如纯红、蓝绿色),属于 “主观染色”,适合非现实场景(如科幻光效、特效氛围),但很难模拟真实光源的自然色彩过渡。建议使用下方的色温控制灯光颜色。

衰减半径(Attenuation Radius)是控制光源光照范围和强度衰减边界的核心参数,作用是定义光线从最强到完全消失的空间范围。简单说,它就像给光源 “画了一个圈”:在圈内,光线会随距离自然衰减(离光源越近越亮,越远越暗);超出这个圈,光线强度直接降为 0,不再对场景产生影响。这个参数的实际意义是优化性能(避免光线无意义地照射过远区域)和控制光影边界清晰度(衰减半径越小,光线消失的边界越明显;越大,过渡越柔和)。

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使用色温(Use Temperature)-开启或关闭下方温度控制(色温控制)

温度(Temperature)-模拟真实光源的自然色,基于物理色温值(单位 K),模拟现实中光源的冷暖变化(如 2700K 是暖黄光,6500K 是冷白光),颜色会随色温自动匹配真实光谱比例,适合写实场景,能让光影更符合人眼对自然光线的认知。

全局光

定向光源

天空光照

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