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经验 | 为何Lumion8如此强悍,这应该是一次迟到的飞跃

余的ArchiCG 余的ArchiCG

作者:余德杰
原文链接

640.webp.jpg

从预告片到产品正式发布

Lumion8都未曾让大家失望

甚至有不少人认为

其质量都赶上VRay这类渲染器了

下图摘自Lumion官网Showcase

640.webp (1).jpg

漂亮的光照氛围

丰富真实的植被

下图来自热心的小伙伴

640.webp (2).jpg

在保证高质量的同时,速度也是惊人的快

相比传统的离线渲染器

上面的室内4K单帧只需一分钟

VRay很可能需要三十分钟

如此大的差距

是不是该卸载各种渲染器了

640.webp (3).jpg

然而事实并非如此

Lumion8效果之所以好

离不开它巧妙的美术手法

正因为这巧妙

使其在高质量离线渲染低质量实时渲染之间

找到了价值所在

640.webp (4).jpg

不妨看看下面的短视频

Lumion8和“典型Lumion效果”的比较

这里要感谢老韩的助攻

过去的Lumion总给人游戏感太强的印象

就如视频所示

画面扁平、颜色炸裂

到底是什么让Lumion8能有这般进步

容我慢慢解释

SKY LIGHT

640.webp (5).jpg

这个新增的功能

让真实感有质的飞跃

从室内到室外的过渡

层次感大幅增强

室外场景提升最为显著

640.gif

其实这早就不是什么新鲜功能

在早些年

有游戏和软件已经引入这个元素

而描述该功能的常见名称是

Sky Visbility

也就是“天空可见度”

例如2013年e3发布会的《全境封锁》

下图截自全景封锁在GDC上的技术分享视频

640.webp (6).jpg

640.webp (7).jpg

全境封锁变态的实时效果

哪怕是发售后缩水

依然能让人眼前一亮

所以这个Sky Light

描述的其实是场景中

每个点所能看到的天空大小

可见度越低则越暗

如下图是被简化成二维的例子

P点的天空可见度为θ/π

640.webp (8).jpg

有了这个明暗关系

让天空背景产生的照明得到了很好的描述

因为有大气层

几乎所有场景都会有天空光的存在

所以这个关系成了必不可少的部分

下面的例子来自Pinterest

640.webp (9).jpg

正是因为这个关系不可缺少

没有了它就会显得不真实”,有违视觉经验

再看看没了天空可见度的Lumion8

是不是像瞬间退回老版本

植被素材也仿佛倒退一个世代

640 (1).gif

有趣的是

它作为让Lumion8画面飞跃的重要功能之一

让不少小伙伴觉得这进步很神速

甚至觉得有点不可思议

而在渲染的历史中

却是个几百万年前就已经有的东西

既然原理都已经知道了

何不亲手做一个?

640.webp (10).jpg

将连续的天空球拆成多个小灯

选择平行光以模拟遥远的天空穹顶

为了有足够平滑的效果

灯的数量必须非常多

而灯太多又会造成效率问题

所以每次只记录一盏灯的信息

最终合成平滑的结果

640 (2).gif

写个简单的脚本

在上半球上均匀地生成一千多盏灯

每次生成一盏灯并储存画面,最后删除灯

如此循环一千多次

我编程很不专业,就不放出来笑话了

最终实现了Skylight的效果

如图2560x1440的渲染过程只需10s左右

(其实是将4xMSAA的4K的RT压缩到2K,因为要暴力抗锯齿)

噪点和色阶是因为微信的压缩,实在无解

640 (3).gif

为了检验可靠性

我用VRay渲染了同样的场景

放置一盏默认的DomeLight并关闭间接光照

两者视觉上还是略接近的

且方法还有极大的改善空间

640.webp (11).jpg

如果只用常规的SSAO

效果将大大大大打折扣

当然下图是特别差的那种

640.webp (12).jpg

再试下稍复杂的场景

300W面的场景

2560x1440用了40s左右

640 (4).gif

几十行的代码,不到半天就做完了

而且也不算很慢

是不是很简单

2_06.png

而且这已经是极其落后的方法

来看看各种流行的做法

例如UnigineAmbientLight

这是在1/30s完成2560*1440渲染结果

640.webp (13).jpg

虽然这是基于屏幕空间的做法

但本质上也是为了求得同样的遮挡关系

以此提升画面的真实度

除此以外还有基于屏幕空间的GI

得益于实时生成的BentNormal

又例如HBAO

同样是基于屏幕的计算

虽然已经是2008年的技术

因为高效高质量,被很多游戏使用

如《刺客信条:大革命》《孤岛惊魂》《细胞分裂:黑名单》

但质量肯定不如Lumion的Skylight

毕竟这是能在1/60s内渲染完的

下图截自SIGGRAPH 2008:HBAO

640.webp (14).jpg

又例如VXAO

基于世界空间而非屏幕

HBAO耗时要多个两三倍

需要预计算

下图截自https://developer.nvidia.com/NVIDIA-VXAO

640.webp (16).jpg

又例如Neural Network Ambient Occlusion

神经网络AO

深度学习计算出AO的分布

输入多个Depth,Normal和AO的组合来训练程序

640.webp (17).jpg

成果还是很喜人的

同样的时间,NNAO能获得更好的结果

提升幅度大,性价比高

640.webp (18).jpg

HyperLight

640 (5).gif

虽然HyperLight并不是Lumion8的新功能

但如果没有它,Lumion8画面也会大打折扣

所谓的HyperLight

指的是间接光照

在室内场景中尤为重要

最初的HyperLight不支持视频输出

最近的版本才改善了这一功能

想必大家也能猜到

之前一定是因为GI在动画中闪烁过于严重

至于它为何那么快

细心的各位应该能发现

HyperLight的精度其实非常低

它只能大致表现出一次反弹的光照效果

暗部的塑形大都靠SSAO和简单的环境光着色

640.webp (19).jpg

不过这已经足够了!

毕竟用时极短

随手一调都能有不错的效果

这不正是设计可视化所要的吗?

640.webp (20).jpg

达到类似上述间接光精度的方法

也不少

而且有不少是实时的

也就是说1/60s可能就渲染完了

例如Unigine的SSRTGI

是基于屏幕空间的GI

下图来自Unigine官网

640 (6).gif

它无需预计算

能在游戏运行时实时生成

虽然会有基于屏幕计算的一些固有缺点

又例如Light Propagation Volume

又例如VXGI

这里就不放图了

SHADOW

640.webp (21).jpg

Lumion8的新阴影也是个重要的部分

相比老版本的阴影

新版增添的了SoftShadowsFineDetailShadows

这俩也是古老的技术了

第一个是软阴影

让僵硬无比的阴影变得柔和自然

有自然的软硬过渡

640.webp (22).jpg

类似技术已经被各大游戏用到烂

例如大名鼎鼎的GTA

640.webp (23).jpg

第二个是屏幕空间接触阴影

受限于Shadowmap的分辨率

一些细小的细节将无法投射阴影

这会让很多物体“浮空”,不真实自然

为了解决这一问题

可以直接使用屏幕的深度数据

结合直射光的方向

计算出小半径的遮挡关系

从而还原出细小物体的阴影

例如小草、铁丝等

640 (7).gif

这一技术也不新鲜

例如在前几个版本的UE4中也加入了该功能

Unity的类似插件也非常多

下面动图截自UE4官网

640 (8).gif

巧妙的美术

其实也没多巧妙

因为这已经是极其常规的处理方法了

粗糙地算完几个主要部分以后

就把图叠加在一起

直接光和HyperLight提供的一次反弹相加后

再和SkyLight相加

此时得到的结果依然有死黑的区域

所以要补上Ambient环境光着色

最后用SSAO给缺少立体感的环境光着色区域抠下夹缝

最最后调调颜色加些特效

大致就是这么个过程

看过我老教程秒图的小伙伴是不是感觉很熟悉

640.webp (24).jpg

快速的抗锯齿

这点是我不太确定的猜测

望有了解的大大帮忙指正

看前几版和现在的画面

不少同学应该注意到Lumion的图不清晰

放大后有网格状

640.webp (25).jpg

我个人猜测是应为抗锯齿方法的问题

一般离线渲染会用蒙特卡洛采样

计算物体的边缘等细节

让结果逼近真实

这个方法能让画面细节极其细腻

但耗时极长

最常见最粗暴的抗锯齿是超级采样

原理是将一张大图压缩成小图

例如成图需要1000x1000的尺寸

则在渲染时计算2000*2000的尺寸

但若需求的尺寸本来就很大

以至于超级采样的原图太大而无法计算

同时客观条件又不满足将画面分块进行渲染

这时候就可以使用次像素级别的偏移

也就是在渲染时将一个像素拆开成多个

在渲染多帧时每次渲染次像素的一个部分

最后将多张图合成一个平滑结果

640 (9).gif

其实可以理解为每一帧把摄像机轻微移动一点再渲染

这个抗锯齿思路就是近年流行的TemporalAA

有太多游戏在使用

Lumion应该也用了类似的思路

只不过是偏移采样位置时太大?

甚至根本不是次像素级别的偏移?

以至于画面像下图那样

当然这是夸张化处理了下

640.webp (26).jpg

但无论如何

锯齿是已经去掉了

整体还是很棒的


感谢余的ArchiCG授权分享

欢迎关注他们的微信公众号

微信号:YU_ACG

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16条评论
martin
martin2019-09-24 17:10:32 回复 0

微信公众号 软件管家 自己去找安装包 站起来 不要再跪着了

盖世英雄
盖世英雄2019-09-18 13:01:40 回复 0

272422752@qq.com哪位大神能发一下安装包啊

Wuim Lin
Wuim Lin2019-01-16 11:29:17 回复 0

跪求lumion8安装包,2507663450@qq.com我的是windows10系统,之前安装过但是闪退了

兔耳男神
兔耳男神2018-10-09 16:50:29 回复 0

大神,可以发一下安装包嘛?

玍几嘎叽
玍几嘎叽2018-06-06 15:30:05 回复 0

回复Bruce-.-Kang: 2390878858@qq.com

Bruce-.-Kang2018-02-24 10:39:06 回复

我有

玍几嘎叽
玍几嘎叽2018-06-06 15:25:22 回复 0

回复Bruce-.-Kang: 请问 lu8安装包能不能发我下呢 在此谢过

Bruce-.-Kang2018-02-24 10:39:06 回复

我有

Archi_K
Archi_K2018-04-03 17:34:28 回复 0

lu8确实糊了太多,做大型鸟瞰的话根本无法放大,贴图质量严重倒退。 不过小场景又立马真实了很多,真是让人又爱又恨啊。

Chen
Chen2018-03-14 13:52:03 回复 0

回复Bruce-.-Kang: 你好!lumion8的安装包可以发我下嘛?谢谢大神!邮箱:716236994@qq.com。

Bruce-.-Kang2018-02-24 10:39:06 回复

我有

谢晓磊
谢晓磊2018-03-12 21:53:28 回复 0

您好,可以发个安装包链接吗?谢过

Bruce-.-Kang2018-03-12 10:20:11 回复 0

回复八宝: 怎么发你

八宝
八宝2018-02-27 16:41:27 回复

你好 压缩包可以发我一下吗

八宝
八宝2018-02-27 16:41:27 回复 0

回复Bruce-.-Kang: 你好 压缩包可以发我一下吗

Bruce-.-Kang2018-02-24 10:39:06 回复

我有

Bruce-.-Kang2018-02-24 10:39:06 回复 0

回复Hola: 我有

Bruce-.-Kang
Hola2018-02-04 10:47:13 回复

已经安装上了,不过没有汉化,也没有完全破解,但是不影响使用

Hola
Hola2018-02-04 10:47:13 回复 0

回复Hola: 已经安装上了,不过没有汉化,也没有完全破解,但是不影响使用

Hola
Hola2018-01-31 11:50:33 回复

所以,lumion8的安装包有木有

希望^_^
希望^_^2018-02-01 15:50:15 回复 0

还没完美破解版的

三斤油
三斤油2018-01-31 17:35:04 回复 0

同想要安装包 网上下的都有病毒

Hola
Hola2018-01-31 11:50:33 回复 0

所以,lumion8的安装包有木有

余的ArchiCG 余的ArchiCG

作者:余德杰
原文链接

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