February 1, 2025 1 min to read

赛博朋克2077—让夜之城有光

简介：

该分享主要介绍，赛博朋克2077如何决定灯光管线以及相关技术的。因为夜之城庞大的体量，为了得到可预见、可靠的灯光，团队决定使用物理正确的灯光管线。物理正确的灯光管线(参考真实世界的自然光和人造光)可以提供一个坚实的基础/稳定的保险。（演讲还包含了光追部分，这里我跳过了）

什么是赛博朋克风格？高度发展的技术和低生活水平产生强烈对比，在视觉上也能反应这种对比（如一名建筑工人为了更好地劳作装上了义肢）。

电影灯光参考：

赛博朋克2077会用少量的灯光打出画面中不同的层次，一个清晰可见的颜色渐变，强制作为当前画面基调。以此可以在后期迭代的时候减少视觉噪点。（下方是引擎中Debug视图（全场景替换半灰非金属材质），类似UE中的光照视图）
欠曝在赛博朋克风格中看起来很好看，但是在游戏中会影响游戏性。所以在很多场景必须要让亮度平一点（为了游戏性考虑）。
赛博朋克2077杂糅了大量写实和夸张的风格，同时游戏希望有电影感，于是使用了电影级的后期调色LUT。在Nuke中分别制作HDR显示器和SDR LUT。

带遮蔽的天光。
放置到各处的可流送Probe，可以动态地捕捉从几何体反射的光亮，已经天空的可见性和能量。同时Probe之间的几何体可见性数据（提前撒好的Surfels）也被使用来放置漏光。
全局光照系统只会计算离角色128-192米之内的灯光。超过这个距离会使用Distant GI。远距离的GI使用反射/阴影贴图，这是一张从上而下的贴图，包含了漫反射和阴影信息，粗略预估环境灯光。这个贴图会每帧重新计算。
反射Probe按照不同的层级摆放，从大到下（放置在半空的大范围->街区级别中范围->街道房间级别小范围）。

路灯作为开放世界中最重要的一层灯光，参考了真实世界的流明值色温值。
赛博朋克中还有很多面光，管状光源。赛博朋克用的是一种胶囊体光源（类似spotlight）。对于方形的广告牌，就用一个范围较大的胶囊体光源。（在UE中可以用光源长度和半径，但只会影响反射）
体积雾是营造氛围非常重要的一部分，同时也可用在空中制造颜色渐变，较少视觉噪点，增加层次。
游戏中的Probe对于从窗外到室内的光照反射不好，不支持高光反射。赛博朋克使用了一个叫portal light的东西，相当于是一个从室外照进室内的补光，会根据大气变化角度和颜色(夜间无效)。(UE中不涉及天气变化的话可以直接补光，或者使用light portal)，同时也可以减少窗外的过曝现象。
为了更接近电影级的控制，（估计在过场动画中）有仅角色补光，也会开启仅角色的contact shadow。

大角度，大范围的灯光会造成更多的阴影压力，在灯的边缘阴影就很不明显了。
- 赛博朋克2077将灯的范围和生成阴影的范围分开了，阴影范围可以比灯光照范围小。
- 在某些临近的光源可以把阴影范围调小，这样也不会有太明显的瑕疵。
当灯光密度太大，对性能的影响也非常明显。
- 当有好几排灯光的时候，可以将那些灯光设置为仅体积雾灯光（衰减距离小，不照射到任何物体上），然后用极少量的灯光来打光。这样也可以减少产生阴影的灯光。赛博朋克有8个光照通道体积，这种在室内使用光照通道volume的灯光一般不会生成阴影。
阴影淡出淡入，UE好像没有这个功能。
在比较高的建筑，不常被光照到的地方可以用cached的静态阴影。
超远距离灯光，在大型城市中，远距离通常会在屏幕中有大量的灯光。赛博朋克的做法是将远距离的灯光替换成distant light（只有漫反射），不参与流送，而是一直保持加载状态。在远距离用体积雾实现光污染开销非常大，于是在远距离用plane particle制造这种光污染的效果（同时也可以用不同的颜色作为区域指示）。