编者按 本文介绍了四个小主题，分别是UE4 Mobile端的Skylight和ReflectionCapture之间的关系，如何让ReflectionCapture采集天光，ReflectionCapture的亮度校正算法分析及在期在移动端可能的优化。值得一提的是ReflectionCapture IBL的压缩是UE4.26中已被实现。
文 | Jiff
（本文首发于知乎专栏“图形游戏和宅”，转载请征得同意。）
这篇文章是UE4 反射球系列文章的完结篇，内容包含以下几个部分:
1. SkyLight和Reflection Capture的Cubemap有何不同？
2. Reflection Capture为何采集不到天空球Mesh？
3. Reflection Capture的亮度是如何确定的？
4. 对移动端来说，Skylight/Reflection Capture有哪些可用的优化？
SkyLight和Reflectioin CaptureSkyLight所提供的是直接光照，同时包含漫反射和高光反射，而Relfection Capture提供的是环境反射，只有间接高光且不包含漫反射。严格来说，这两部分光照信息的频度定位不同，是叠加关系，不能放一起比较。
凡事都有意外，UE4在移动端的标准光照模型中SkyLight Cubemap和Reflection Capture Cubemap是互斥的——要么存在的是Skylight，要么存在的是Reflection Capture，且在选择时Relfection Capture的优先级高于Skylight。不光如此，移动端的Relfection Capture的范围也无效。因为两者的互斥关系移动端PBR渲染过程只需要采样一次cubemap，相比多次采样cubemap更廉价，能耗更低。
但同时这些做法也带来了一些问题：
1. 场景中同时存在Reflection Capture&Skylight时，因为Reflection Capture优先级高且范围无效，永远只可能Reflection Capture有效。
2. 相对于非移动端来说，移动端的场景中IBL所提供的光照往往会来得更暗一些。
3. 因为Reflection Capture的范围无效，物体在渲染时只取离它最近的那一个，也导致在场景制作过程中，需要区分室内室外，楼上楼下，多变的环境氛围时工作流几乎不可能实现，因为无法精确控制范围。这个问题对于想要制作高品质游戏场景来说，说致命并不为过。
Reflection Capture 为何采集不到天空球在场景和TA的强烈要求下，我们在移动端修复了Reflection Capture的作用范围，想要在移动端让范围起作用，只需要在FScene::FindClosestReflectionCapture里查找和物体包围盒相交的的Reflection Capture并处理好Mobilebasepass的ShaderBinding参数设定即可。
这个问题修复之后，TA很快又发现两个新的问题：
1. 同样的一样IBL图，当它作为Skylight输入存在时比作为Reflection Capture输入时对亮度的贡献大很多。
2. 放在室外的Reflection Capture，上半部分是黑的，一查原来是采集不到Stationary的天空球。
第一个问题留到第三部分去说，第二个Reflection Capture采集不到天空球的问题，则是因为Skylight有一个选项用来控制天空球的Threshold。
这个选项的直接意思是：距离原点多远之后的场景物体属于天空球，这个默认值是1500米，即1500米以外的所有物体，都属于天空。因为UE4在非移动端的实现中Skylight和Reflection Capture相互叠加，且当Reflection Capture和SkyLight同时可见时，优先选用的是Skylight的部分。这样的话，在存在Skylight的室外，采集ReflectionCapture时确实不需要采集和存储天空球。
这个设计初衷所带来的问题在于：你要是移动端的话，你就完蛋了——你室外的光滑物体和纯金属，上半球一片黑。黑夜给了你的黑色眼睛，是你看到了自己心理的阴影?
我们来看看UE4在采集Reflection Capture时，是如何丢掉天空球信息的。
1. 实现代码在ReflectionEnvironmentShader.usf 的CopySceneColorToCubeFaceColorPS函数中，代码如下所示：
这段代码的解释为：当当前采样到的位置距离< 0.8 * threshold时，IBL的Alpha值为1，否则小于1，按1-Smoothstep曲线(似乎看到的实现，大多数SmoothStep都是三次曲线)方式趋向于0，当距离大于等于threshold时，Alpha必然为0，Alpha 值会被写入Cubemap的Alpha通道。
2. SkyLightParametersValue参数传递的入口在ReflectionEnvironmentCapture.cpp中的FCopySceneColorToCubeFacePS类的SetParameters函数中,代码如下：
可以看到这儿的SkyLightParametersValue.x即为 Skylight上的SkyDistance Threshold值。
3. 在FilterReflectionEnvironment函数中一开始执行一次premultiply alpha，这时alpha值同会乘以rgb值，所以会造成最终的cubemap中alpha为0的值也变成了全黑色，代码如下：
