在UE4中使用电影渲染队列 —— Use Movie Render Queuin UE4

  在UE4中使用电影渲染队列 —— Use Movie Render Queue in UE4

  前言：本文记录的是笔者个人对于在UE4中使用MovieRenderQueue的一些总结和归纳，文中所有观点和结论仅代表个人见解，作为自学笔记和日后反思参考，文中有几率存在诸多谬误之处，并非作为学习虚幻引擎的绝对有效性指导。

  影片渲染队列（Movie Render Queue）是Sequencer Render Movie的后继产品，旨在提高质量，更轻松地集成到制作流程中，以及提升用户可扩展性。借助影片渲染队列，你可以累加多个渲染采样，生成最终的输出帧，从而能够实现更高质量的抗锯齿、径向运动模糊，并减少光线追踪中的噪点。

  影片渲染队列还支持其他几项新功能，以便生成高质量渲染，例如新的高分辨率设置支持平铺渲染，从而克服GPU显存限制和设备超时限制等问题。你还可以导出半透明图像（具有适当的项目/场景设置），生成具有线位HDR图像，并将渲染配置保存到资产中，以便你再次使用以及在研发人员之间共享。最后，现在能够最终靠新渲染队列管理批处理，这样你能轻松地批渲染多个序列，类似于Adobe After Effects中的渲染过程。

  具体来说，与现有的渲染视频功能相比，此功能能为来自不相同的领域的虚幻用户更好的提供不同的好处：

  打开引擎插件（Plugins）面板，搜索Movie Render Queue，勾选启用以下两项插件并重启引擎：

  Movie Render Queue 能够在一次渲染任务中同时输出多种格式和多个内容。我们也可以将设置好的 Settings 保存为预设（Presets），以供下次渲染任务重复使用：

  抗锯齿（Anti-aliasing）可控制用于生成最终帧的采样数量。影片渲染队列新增了一项功能，能组合多个渲染画面并生成最终帧。这能明显提升抗锯齿、动态模糊的品质，并能减少光线追踪的噪点。有两种采样方法来生成最终帧：空间采样和时间采样。

  时间采样（Temporal sampling）会获取摄像机快门的打开时间（该时间基于摄像机/后期处理的动态模糊设置（Motion Blur Amount）），并将帧分割成相应的时间段。然后引擎在每个时间段的中间进行求值，同时使用标准引擎动态模糊在每个时间段之间插值。这使得旋转动态模糊成为可能，因为一般会用单一定向动态模糊的时间段，现在会采用多个较小的定向动态模糊。由于引擎会一直更新（再则是世界场景中时间流逝），这些就被称为时间样本。对于每个时间样本，存在N个累加的渲染画面，其中N由空间样本计数（Spatial Sample Count）变量确定。使用过多时间样本会导致引擎的增量时间过短，无法处理，并导致在渲染后产生警告。

  空间采样（Spatial sampling）会获取需要渲染的各个样本，然后多次渲染它们，每次渲染时都会抖动一下摄像机。假如动态模糊的维持的时间很短，但你依然需要多个样本来增加抗锯齿效果或减少噪点，就能够使用这种方法。

  你可以结合使用时间采样、空间采样与TAA，来尝试抗锯齿结果，但大多数情况下并不建议这样做。若启用TAA，则用于抗锯齿的独特位置数量选取存在限制。该数量限制由r.TemporalAASamples定义，默认为8。若启用TAA且拥有8个以上的样本，建议启用重载抗锯齿（Override Anti-Aliasing）并将其设为无（None）以禁用TAA，或增加r.TemporalAASamples以匹配 空间计数时间计数（Spatial CountTemporal Count）。

  一般在输出时，抗锯齿采样数都会在 8x 或 8x以上，因此在最终输出时总是建议将重载抗锯齿（Override Anti-Aliasing）设置为无（None）。

  若使用的时间样本计数（Temporal Sample Count）大于1，系统将在帧的任何一侧对序列求值。这在某种程度上预示着，你需要扩展Sequencer中的轨迹以重载序列起始部分前一帧的时间，否则将没有可采样的数据。当你看到输出的第一帧模糊不清或出现一半是一个图像、另一半是另一个图像的情况时，你可以判明你尚未扩展数据。

  在构建临时历史记录和模拟时，渲染预热计数（Render Warm Up Count）和引擎预热计数（Engine Warm Up Count）这两个参数能提供足够的缓冲时间，使其在采集帧之前稳定下来。例如，这将允许自动曝光或其他屏幕效果在渲染第一帧之前有一个良好的起点。

  渲染预热计数（Render Warm Up Count）可控制渲染开始之前用于构建时间历史的样本数量。每当出现镜头切换或新的镜头时，会清除TAA使用的时间历史记录，防止出现来自上一个镜头的重影。为了在第一帧实现抗锯齿，必须重建该历史记录。所有样本都是同时采集的，期间引擎不会更新。

  引擎预热计数（Engine Warmup Count）表示在渲染开始之前，引擎运行的帧数。此类帧不会提交至GPU（除非启用了渲染预热帧（Render Warm Up Frames）），并且工作速度相对较快。通常，开始渲染前，需要一些时间处理布料物理、粒子或其他动态物质以使其停留在合适位置时，预热很有帮助。

  渲染预热帧（Render Warm Up Frames）如果启用此设置，影片渲染队列将渲染每个引擎预热帧。此设置默认禁用以提高性能，但如果你的内容一定要经过渲染才能适当预热（例如gpu粒子或虚拟纹理），则必须启用。

  使用Camera Cut进行预热（Use Camera Cut for Warm Up）启用此设置后，将使用镜头切换（Camera Cut）轨道的多余范围来确定使用多少引擎预热帧。禁用此设置后，系统将使用第二帧的增量来模拟第一帧的动态模糊。启用后，这些帧实际上会在Sequencer中求值。这可拿来解决布料和粒子因为跟随物体运动而产生的一些问题；模拟动态模糊时，预热帧都是在第一个帧上求值的，不存在运动。通过在镜头开始前提供数据（如角色动画），会对这一些状况进行求值，并保证布料按预期情况尾随在角色后面。

  动态模糊与时间采样原理相关，因此增加时间样本数量能获得更好的运动模糊质量。

  控制台变量（Console Variables）设置可更改渲染开始时你指定的任何控制台变量。尝试增加光线追踪样本数量或应用编辑中实时预览开销过大的其他质量设置时，此选项很有帮助。

  当影片开始渲染时，控制台变量（Console Variables）列表中的任何控制台变量都将设置为你指定的值。渲染之前的初始值将被缓存，且当渲染完成时，控制台变量将恢复为缓存的值。列表中的每个条目都是一个键值对，包含控制台变量名称和想要为该变量设置的值。

  开始控制台命令（Start Console Command）和结束控制台命令（End Console Commands）列表将在渲染开始之前和渲染结束之后执行提供的控制台命令。这可用于运行非变量的控制台命令，例如执行自定义事件。控制台命令在首次评估序列之前运行，因此你在大多数情况下要在关卡/关卡蓝图中的Actor上实现自定义事件，然后使用开始控制台命令列表中的ke * MyCustomEventName来解决这一个问题。然后你能够正常的使用蓝图中的 **delay** 节点将其延迟一帧，直至序列已评估一次。

  虚幻引擎利用降噪技术使实时光线追踪成为可能，其中，降噪技术可能依赖于临时历史记录。当使用高分辨率平铺或禁用了临时抗锯齿（TAA）时，你在大多数情况下要调整以下控制台变量以实现更好的效果：

  将这些变量设置为0，将有利于在没有临时历史记录的情况下更好地收敛降噪器。

  在拥有足够多的总样本数（64个以上）时，则在大多数情况下要考虑完全禁用以下降噪器：

  （限制具有不一样比例的后期处理设置中的设置）（成本性能，增加更多的视觉真实感，但技术有局限性）0：关闭（默认）1：低（无光泽）2：中等（无光泽）3：高（有光泽/使用粗糙度，样品少）4：非常高（可能实时太慢）

  控制视图距离比例。 基元的 MaxDrawDistance 由该）值缩放。

  为所有 2D 纹理应用额外的 mip 贴图偏差，范围为 -15.0 到 15.0

  允许渲染阴影深度的最大平方尺寸（以纹素为单位）。 范围 4 到硬件限制。 更高 = 更好质量的阴影，但会降低性能。

  允许调整景深质量。 目前仅完全影响 BokehDOF（散景景深已废弃）。 GaussianDOF 为 0 表示关闭，否则为开启。

  0：关闭1：低2：高质量（默认，自适应，可以慢 4 倍）3：非常高质量，用于非实时过场动画，仅限 CircleDOF（慢）4：极高的质量，用于非实时过场动画，仅限CircleDOF（非常慢）

  0：关闭，对性能没影响。1：平均质量，最小性能影响。2：平均质量，最小性能影响。3：质量好。4：质量好。5：最佳质量，最显着的性能影响。 （默认）5：在移动电子设备上强制实验更高的质量（在某些硬件上可能很慢）

  根据使用的设置，我们可能会选择更快的着色器排列0：仅基本色调映射器，质量最低1: + FilmContrast2: + Vignette3: + FilmShadowTintAmount4: + Grain5: + GrainJitter = full quality（默认）

  光线：由后处理量驱动的值（默认）0：光线：启用光线：启用光线追踪全局照明（最终聚集）

  r.RayTracing.GlobalIllumination.MaxBounces 2

  r.RayTracing.Reflections.MaxRoughness 1

  设置最大粗糙度，直到可见光线跟踪反射（默认值 = -1（由后处理体积驱动的最大粗糙度））

  r.RayTracing.Reflections.MaxBounces 2

  设置光线追踪反射反弹的最大数量（默认值 = -1（由后处理量驱动的最大反弹））

  在光线追踪反射中启用阴影）-1：由后处理体积驱动的阴影（默认）0：禁用阴影1：硬阴影2：软区域阴影

  通过将场景内容移至 Layer 中，我们大家可以指定 Movie Render Queue 只输出 Layer 所包含的内容，从而将这一些内容单独渲染为带有 Alpha通道 的序列帧。模板层设置在

  设置 Layer。在Layers管理器中新建 Layer，此处命名为“myLayer”，选择示例场景中石墩、纸堆和电线杆，在myLayer上右键选择

  对象ID渲染通道在虚幻引擎4.26中是试验性质的。此外，此功能仅在虚幻编辑器中可用，不能在发布版中使用。对象ID尚不完善，只可以通过.exr格式输出，不支持后处理（景深，动态模糊）效果。

  matte]规范存储在EXR文件中，用于读取此数据的插件可用于第三方软件。这里分别介绍在PhotoShop和AE中使用对象ID的方法。

  在 PhotoShop 中打开多层EXR要安设exr-io插件，该插件是完全免费的，能够最终靠下方的官网地址下载：

  选项，则导入的对象ID图层为Alpha通道，如果不启用则导入的对象ID图层为黑白蒙版。如果对象ID图层过多，将其转化为蒙版也是一件“浩大”的工程，我们大家可以通过 exr-io 提供的AutoLayerMask脚本插件来做这件事情，下载该插件的地址如下：

  可以在AE中通过OpenEXR插件来分离和为对象ID着色，OpenEXR可通过下方官网下载：

  世界深度（World Depth）是以世界单位编写的深度，存储在红色通道中。这能够适用于在后期制作中重新创建

  。可以从EXR元数据中读取摄像机焦距和快门大小，以自动匹配游戏内的景深。下面是Nuke Zdefocus2节点的示例。此示例将从EXR文件中读取元数据，并生成与实时发现的模糊相似的模糊。

  运动向量存储在X和Y为[0,1]的坐标上，其中[0.5, 0.5]表示无运动。以下Nuke VectorBlur节点能够适用于将运动向量应用至你的图像。虚幻将规格化的运动向量存储到整个屏幕上，这可能与其他渲染包不同。因此，在Nuke VectorBlur节点中，uv_offset设置为-0.5（重新调节为[-.5, .5]，而非[0, 1]），然后根据图像的宽度来推动动态模糊比例。

  此外，由于虚幻将规格化的运动向量[0-1]同时存储在X和Y中，你需要将红色通道重新调节为ImageHeight/ImageWidth（此示例中为1080/1920），或0.5625。为完成此重新调节，我们从速度通道中减去-0.5，乘以0.5625，然后再将0.5加回速度通道，最后再将其插入VectorBlur节点。如果不重新调节红色通道，将导致动态模糊出现错误的角度。

  此Nuke图表利用8次空间采样、对象ID通道、运动向量和世界深度来渲染exr。景深信息是自动从exr元数据中提取的。Cryptomatte节点可用于创建风扇叶片和地毯的遮罩，然后用作单次色调偏移的遮罩。应用色调偏移之后，将会应用此前提及的ZDefocus节点，然后应用VectorBlur。

  目前，高分辨率不支持时间抗锯齿和依赖于屏幕空间效果的部分渲染功能。这中间还包括屏幕空间反射、卷积泛光、镜头光斑和极快移动对象上的动态模糊。>

  设置渲染时图像分成的图块数量。图块数量为输入图块计数N的平方。例如，4个图块计数将渲染16个图块，7680x4320输出分辨率将以1920x1080渲染各图块。

  让纹理mip映射偏差以选择比通常情况更高分辨率的纹理。负数越大表示，该偏差更有可能选择比一般的情况更详细的mipmap，但若该值太高，则可能会引起粒状图像。偏差对已经显示其最高质量mipmap的纹理没有影响。

  控制各图块相互之间的重叠程度。这在某种程度上预示着，值0.1将导致混合在一起的图像彼此存在10%的重叠。此功能对于景深尤其有帮助，通常可在图像边缘附近产生不同效果。虽然增大比例会导致渲染时间更长，但在图块之间接缝仍可见的情况下却大有帮助。

  重载次表面散射（Override Sub Surface Scattering）

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