时间系统是游戏世界（尤其是开放类游戏）常见到的机制，除了为模拟现实世界的情况外，也经常作为衬托游戏剧情发展的因素。将它们封装起来并提供可配置的简单参数，有一定的必要性。本博文主要讨论以下几点：
- 如何自定义日出和日落时间，在此期间可以看到日光，不在此期间时看到月亮；
- 如何将天空有关的组件进行封装，可以方便地迁移到不同关卡或项目中；
天体相关的组件
打开一个基础关卡，在大纲视图中通常可以看到一些组成天体的组件：
- Directional Light：方向光源，在这里指示着太阳的方向。这种光源在参与光源计算时只会使用其旋转信息，其位置不会影响到光源的计算。在虚幻引擎中，任意时刻都要保证至多一个方向光源可见。本例中在白天中仅
SunDirectionalLight可见，黑色中仅MoonDirectionalLight可见。 - Sky Atmosphere：模拟大气层的组件，会影响光源的散射，使画面更加逼真。
- Sky Light：会将场景中较远部分的物体作为光源。在本例中，启用了
Real Time Capture选项。 - Exponential Height Fog：基于高度的云雾效果，可以设置密度值来增强或削弱光源的雾化效果。
- Post Process：后处理体积，位于体积内的像素会进行额外的处理，类似于滤镜功能。在本例中，将其体积设置为了
Infinite，并将其Min EV100和Max EV100都设置为了 0.5，设置为相同的值会使光源立即变化，而不会有自动曝光的处理过程。 - Volumetric Cloud：体积云组件，将介质类材质覆盖在天体上。本例中使用该组件搭配自定义的材质实现云朵。
- Static Mesh：静态网格组件。在本例中使用了引擎
/Content/EngineSky/SM_SkySphere网格资产表示天体球，将其统一缩放值调整的很大（10000 倍），尽可能确保玩家自由视角下都不会离开该天体。
在本例中，以上组件都定义了在一个 Actor 中，这样就可以确保在不同的关卡中放置该 Actor 就可以立即生成可配置的天体系统。
昼夜变化的实现
在本例中日光和月光分别由控制 SunDirectionalLight 和 MoonDirectionalLight 的 Pitch 旋转信息来实现的。具体来说引入了三个浮点变量来抽象化它们的旋转参数：TimeOfDay 代表当前的时间，DawnTime 代表日出时间，DuskTime 代表日落时间。如果 TimeOfDay 的值落在了 [DawnTime, DuskTime] 区间时代表白天，应当仅 SunDirectionalLight 可见并且将其映射到 [-180, 0] 旋转度数区间上。不在该区间时就代表黑夜，我们需要将日落时间作为起点，然后到下一个日出时间作为终点，映射月光的旋转度数区间上，因此对于零点之前的时间可以直接使用 TimeOfDay 值，而对于零点之后的值需要进行偏移 DuskTime + (DuskTime 到 24 点的距离) + TimeOfDay = DuskTime + (24 - DuskTime) + TimeOfDay = 24 + TimeOfDay。对于这两个方向光源的旋转设置逻辑如下所示：
在前言中还提到了在任何时刻都应该保证只有一个方向光源，因此需要根据 TimeOfDay 是否落在表示白天的区间来设置两个 DirectionalLight 的可见性：
在材质方面，我们需要为天体球制作一个无灯光的着色模型，并在高级选项中勾选 Is Sky。首先我们至少要输出 SkyAtmosphereViewLuminance 和 SkyAtmosphereLightDiskLumiance[0] 相加后的结果，前者表示光源与 大气光 相互作用后天空的最终亮度，而后者表示应用了大气透射率运算后的太阳亮度，相加后就得到了在大气内可观察到的天空大气效果。对于白天来说并不需要专门的太阳纹理来展示，因为玩家也只会看到白色的发光球体。而在夜晚，我们需要一个月亮纹理来替换掉表示太阳的区域，幸运的是虚幻引擎提供了 SkyAtmosphereLightDirection 和 SkyAtmosphereImage 来让我们在太阳的位置处显示一张纹理，再额外添加一些如 Tint、Scale、Brightness 等参数供设计师调整月亮纹理，最终有关于月亮纹理输出的逻辑如下：
除了月光以外，夜空中也可以加入群星纹理。可以使用 TimeWithSpeedVariable 和 Panner 来平移纹理来实现星星的移动，我在这里还引入了噪波纹理来实现群星“若隐若现”的效果，最后根据顶点法向量 z 轴在世界空间中的值来限定星星出现的区域，越靠近地平线则越不会出现星星，最终群星的输出的逻辑如下：
将上述得到的输出节点相加在一起连接到材质输出节点的 Emissive Color 节点即可。在这里有一个参数称为 IsNightTime会在蓝图中可以创建一个动态材质实例在夜晚时设置为大于 0 的值，在白天设置为 0，这样就可以确保月亮和群星仅在夜晚可见。
