【UE】地球光照模拟--太空视角

分析：

太阳光照射在地球上，光照的变化是有一定的规律的。

地球自转——一天的光照
地球公转——一年的光照

模型化：

为了简化整套光照系统，将地球和太阳分别用球体和定向光源模拟。所有的光照变化都可以看作是太阳围绕着地球的运动。

其中，引擎自带的球体分段数不高，比例放大容易出现棱角边缘。所以，在这里使用了另一个高分段的球体资源。

地球：

球状网格体
地球表面材质

太阳：

定向光源组件
移动-自转&公转

移动：
为了模拟真实的时间光照位置，我们需要：
1、旋转定向光源的Z(Yaw)数据，直到太阳光照刚好划分东西半球，并且东半球是明亮区域。记下此时的旋转Z(Yaw)值为InitYaw，这里为110°。

2、满足①的时候，太阳直射70°E（东五区），时间为12：00。此时，北京时间东八区（120°E），时间为15：20。

经度间隔：120°-70°=50°
时间间隔：50°×4min/°=3h20min

3、根据①和②的数据，可以得到默认情况（未修改Z(Yaw)值）时，北京时间东八区的具体时间InitTime。

时间间隔：110°*4min/°=7h20min
初始时间：15：20-7：20=8：00

4、在代码中获取当前系统时间，跟InitTime进行对比，并进行计算获得旋转分量XY_Value（地球自转分量）

5、春分和秋分的时候，地球刚好以南北极为顶点被划分为明暗半球。旋转定向光源的Y(Pitch)值，使光照刚好以南北极为顶点划分地球，一般此处不需要调整。

6、根据赤纬角的计算公式，得到系统时间下太阳直射点的改变的朝向Z_Value（地球公转分量）

赤纬角又称太阳赤纬，是地球赤道平面与太阳和地球中心的连线之间的夹角。
当日期为1月1日时，n=1，当日期为3月22日时，n=81。
δ=23.45×sin(2×PI×(284+n)/365)

代码如下：

7、将计算得到的值应用到太阳上

在这里要注意，游戏引擎内的变换旋转是“Roll, Pitch, Yaw”，但是在代码内FRotator是“Pitch, Yaw, Roll”。因此，要注意这里的调整。

代码如下：

效果

SpaceSun 虚幻编辑器 2020-08-07

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