环地平弧,俗称火彩虹,是一种大气光学现象,表现为卷云中一条光谱色的带。当阳光照射到悬浮在大气中层(通常为夏季)的六边形冰晶时,就会发生这种现象。其数字再现需要精确理解光的折射和冰晶的取向,这是一个我们可以借助现代3D工具解决的技术挑战。
Unreal Engine 5和Blender Cycles中的物理模拟 🌈
要在Unreal Engine 5中重现这种效果,我们需要将Sky Atmosphere系统设置为低太阳角度(地平线上方57至68度之间),并在卷云层中设置高密度的冰粒子。关键在于调整气溶胶密度参数和米氏散射,以模拟水平取向冰晶中的折射。在Blender中,该过程涉及使用体积散射着色器和遵循斯涅尔定律的光谱渐变来建模云体积。冰晶被表示为折射率为1.31的粒子,并由定向太阳照亮。该现象的高度(6至12公里之间)和季节性(中纬度夏季)是避免视觉伪影的关键参数。
关于科学精度的技术反思 🔬
主要的技术难点在于缺乏能够实时计算单个冰晶折射的渲染引擎。在UE5中,大气层使用预计算表简化了过程,这限制了光谱保真度。Blender Cycles提供了更大的物理控制,但代价是渲染时间更长。对于严谨的科学可视化项目,我推荐使用Blender进行参考模拟,使用UE5进行交互式演示,始终将精确的太阳高度和冰晶取向作为基本变量。
如何使用程序化材质和高视觉保真度的着色器在Unreal Engine 5中通过模拟冰晶中的光散射和折射来重现环地平弧
(附注:如果你的蝠鲼动画不够感人,你总是可以加上纪录片风格的背景音乐)