本随笔介绍UE4光照移动性（Mobility）属性的特点和之间的区别。该笔记整理自官方在线教程：光照基础概念和效果。

本随笔作者还在学习阶段，对UE4引擎的理解和使用还不够透彻，难免出现书写上和技术上的问题，若出现了类似的问题欢迎在评论区和私信与我讨论。

• 光照的分类
  • 静态光照（Static Light）
  • 可移动光照（Moveable Light）
  • 固定光照（Stationary Light，又译“静止光照”）
• 阴影的分类
  • 级联阴影贴图（Cascaded Shadow Maps）
  • 距离场阴影（Distance Field Shadow）
  • 距离场环境光遮蔽（Distance Field Ambient Occlusion）
  • 关于使用光源和阴影的小技巧
• 光照及阴影相关的知识

光照的分类

UE4引擎里的光源根据其可移动性可分为静态（Static）光源、固定（Stationary）光源和可移动（Moveable）光源，其中固定光源和可移动光源同属于动态光源。

静态光照（Static Light）

• 运行过程中不可更改光源的位置和颜色。
• 需要对场景进行烘焙才能看到光照的效果。
• 不会对渲染产生任何性能开销，因为该类型的光源生成的光照和阴影都是被烘焙到了贴图里。
• 支持全局光照。
• 会产生光线反射，因此在全黑空间里面的静态光照能够照亮其他地方。
• 产生的阴影轮廓最模糊。
• 产生的阴影是静态的，就算遮挡的物体正在移动，阴影也不会有任何变化，因为阴影被提前烘焙到了贴图里面。

可移动光照（Moveable Light）

• 运行过程中不可以更改光源的位置，但是可以更改光源的颜色，但是需要注意的是该颜色仅仅影响直接光照，不能影响到间接光照（如反射的光照），因为间接光照是烘焙出来的。
• 不需要对场景进行烘焙就能看到效果。
• 对渲染产生的性能开销取决于场景里面放置的可移动光源数量，数量越多，开销越大。
• 不支持全局光照。
• 不会产生光线反射，因此可移动光源不会照亮拐角处的场景。
• 会自动生成级联阴影贴图（Cascaded Shadow Map）。
• 产生的阴影轮廓很锐利。但是不够准确，容易穿帮。效果介于静态光照和固定光照之间。
• 产生的阴影会随着遮挡物体的变化而变化。

固定光照（Stationary Light，又译“静止光照”）

固定光照结合了静态光照和可移动光照的特点。

• 运行过程中可以更改光源的位置和颜色。
• 需要对场景进行烘焙才能看到最终的光照效果。
• 会对性能产生开销，取决于场景里面固定光源的数量，但是需要额外注意一点的是，在一个空间范围内最多只能够放置四个固定光照，当放置第五个固定光照的时候，会有一个固定光照失效，因为固定光照会产生阴影贴图，阴影贴图最大只支持四个通道。当固定光源在场景里面的图标上出现了一个红色的“X”，表明该固定光源失效，需要删除掉多余的光源或者将其移动到该范围以外。
• 支持全局光照。
• 会产生光线反射，这点和静态光照一致。
• 会自动生成级联阴影贴图（Cascaded Shadow Map）。
• 产生的阴影轮廓最锐利，效果是三种光照类型中最好的。
• 产生的阴影会随着遮挡物体的变化而变化。

阴影的分类

UE4引擎里面的阴影可分为级联阴影贴图（Cascaded Shadow Maps）、距离场阴影（Distance Field Shadow）和距离场环境光遮蔽（Distance Field Ambient Occlusion）。

级联阴影贴图（Cascaded Shadow Maps）

• 将多层阴影结合在一起，然后根据距离摄像机的位置进行切换。
• 固定光照和可移动光照可使用。
• 默认启动。
• 阴影是动态的。

距离场阴影（Distance Field Shadow）

• 距离场是对模型的近似模拟，模拟信息会存储在体积纹理里面，它会为每个模型生成一张纹理，这张纹理就是体积纹理，并用这张体积纹理来模拟模型，和模型本身比起来它非常不准确，但是对于阴影来说已经足够准确了，因此可以极大地提升性能。
• 固定光照和可移动光照可使用。
• 默认不启动，需要在“项目设置（Project Settings）->引擎（Engine）->渲染（Rendering）->光照（Light）->生成网格体距离场（Generate Mesh Distance Field）”设置里勾选来启用。
• 阴影是静态的，哪怕物体正在运动（这点和静态光照生成的阴影效果是一致的，除了阴影效果不好以外）。

距离场环境光遮蔽（Distance Field Ambient Occlusion）

• 通过距离场网格体模拟光线反射，以及环境光遮蔽效果，但是由于距离场网格体本身并不准确，因此模拟出来的效果并不好。
• 仅支持可移动光照，而且限定于天空光照类型。
• 默认启动。
• 阴影是静态的。

关于使用光源和阴影的小技巧

• 近处使用级联阴影贴图，远处使用距离场阴影。
• 如果是一个大型室外场景，并且有很多的动态光源，建议使用距离场环境光遮蔽。
• 定向光源应该设置成固定光源，以获取最好的品质。
• 小型模型应该将其光照贴图分辨率大小设置的小一些，比如说16、32、64或128，因为这些模型的阴影不需要很大，而且如果场景里面所有模型的光照贴图分辨率都很大的话，内存空间会非常吃紧。
• 通过“光照贴图密度（带光照（Lit）->优化视图模式（Optimization Viewmodes）->光照贴图密度（Lightmap Density））”可以直观的查看每个模型使用的光照贴图分辨率大小，分辨率越大，模型对应的颜色越红，分辨率越小，模型对应的颜色越蓝。
• 可以在“世界设定（World Settings）->lightmass”里面勾选“使用环境光遮蔽（Use Ambient Occlusion）”来启用环境遮蔽功能，给场景提供更多的细节。
• 可以在“世界设定（World Settings）->lightmass”里面禁用“压缩光照贴图（Compress Lightmap）”以便获得更好的品质。但一般只有在开发建筑可视化项目时候才禁用，开发游戏的时候建议启用这个功能，不然的话内存开销会特别的大。

光照及阴影相关的知识

• Lightmass是一套UE4引擎提供的光照系统。
• 光照贴图（Light Maps，又译“光照映射”）是由Lightmass生成的一系列光照纹理。光照贴图是由光照系统采集颜色和阴影的图像，然后与模型的纹理进行相乘的结果。
• 生成光照贴图需要模型具有通道索引为1（初始索引为0）的UV坐标，如果模型没有该UV坐标的话可以通过在静态网格体编辑器里勾选“LOD 0->构建选项（Builds Settings）->生成光照贴图UV（Generate Lightmap UVs）” ，然后点击“应用修改（Apply Changes）”来生成光照贴图UV。