Мы разрабатываем виртуальные шоурумы для недвижимости. В этой статье я расскажу, как мы настраиваем освещение в наших проектах.

Подготовка сцены

Сначала настраиваем Light Map Resolution всех объектов на сцене. Для игр обычно разрешение Light Map оставляют синего или увеличивают до зеленого цвета (если смотреть в режиме Lightmap Density). Но нам придется делать максимально большую Light Map, так как мы будем использовать только статический свет. Например, для комнаты я ставлю разрешение Light Map от 1024 до 2048, для стола — 512-1024. Если разрешение недостаточное, появляются "пиксельные" тени, а нам этого не надо. Самое главное  —  найти баланс между хорошим результатом и не перегруженной билдатой. Лучше избегать размера билдаты больше 512 Мб, иначе могут быть проблемы с компилированием экзешника.

Mode Lightmap Density

Размещаем на сцене Box Reflections, Lightmass Portals, Lightmass Importance Volume.

Box Reflections ставим в каждую комнату по ее размеру, чтобы получить отражения на полу и металлических объектах. Planar Reflection мы используем только на зеркалах, которые выносим в свой уровень и подгружаем потом через Level Streaming Volume, так как это сильно влияет на FPS. А в VR самое главное  —  стабильные 90 FPS!

Lightmass Portals ставим на окнах и дверях. Portals увеличивают время билда, поэтому их можно ставить только в затемненных местах, чтобы увеличить количество света.

Lightmass Importance Volume делаем максимально большим, чтобы он не пересекался с внешней оболочкой, иначе могут быть засветы на Movable объектах. Здесь главное экспериментировать с размером самого Importance Volume и количеством Volumetric Lightmap Detail Cell size. Мы используем значение Lightmap Detail Cell size в диапазоне от 25-50  —  большее количество может давать грубые переходы в черный, меньшее  —  дает эффект помятости.

Иногда есть проблемы с тем, что появляются проплешины (leaks) при построении Cells, тогда можно изменить в файле BaseLightmass.ini параметр MinBrickError=0.

Box Reflections, Lightmass Portals, Lightmass Importance Volume

Проверьте свои материалы в моде Shader Complexity . Если есть материалы светло-розового цвета  —  исправьте их.

Mode Shader Complexity

Освещение

Ставим сферу с материалом неба. Размер сферы приблизительно R=15000м. Материал делаем Unlit.

Материал для неба

Ставим на сцену SkyLight , делаем его Static. Отключаем в нем галочку Lower Hemisphere. Не забудьте настроить Sky Distance Treshhold, если его значение будет слишком большим, а внешняя сфера слишком маленькая, свет от SkyLight будет считаться некорректно, и вся сцена будет черной. Intensity оставляем единичку.

Ставим Post Process Volume . Отключаем Ambient Occlusion  —  он влияет на FPS, так как SSAO строится поверх изображения. Тонкие тени мы будем делать через настройки Lightmass. Настраиваем экспозицию. Все остальное я меняю по желанию после билда света, в основном это баланс белого и контраст.

SkyLight and Post Process Settings

Расставляем локальные источники света. Все светильники — статичные! Для большей реалистичности можно использовать значения температуры, как у реальных лампочек. 2700 Кельвинов  —  теплый белый, 4000 Кельвинов  —  прохладный белый.

DirectionalLight  —  в этой квартире мы решили не ставить солнце, чтобы получить более естественное для нашего климата освещение:) От SkyLight получается ровный рассеянный свет, что соответствует зимнему виду из окна. Но я оставлю ниже настройки солнца, которые обычно использую.

DirectionalLight

Lightmass Settings

  1. Static Lighting Level Scale . Этот параметр делает красивые собственные тени, но из-за него могут вылезти артефакты. Мы используем значение 0,2-0,3. Важно помнить, что чем значение ближе к 0, тем большее время занимает билд. Если хотите все супер красивое, используйте значение 0,1, но тогда билд займет больше времени, также нужно увеличить значение Indirect Lighting Quality.
  2. Indirect and Sky Lighting Bounces  —  мы ставим по 10 отскоков. Мне кажется, это оптимальное минимальное значение. Можно сделать Indirect Bounces = 100 и Sky Bounces = 15, но я не вижу значительной разницы между 100 и 10. Долго считаются только первые 3 отскока.
  3. Indirect Lighting Quality  —  мы используем значение 10, оно дает всегда хороший результат. Вообще считается, что перемноженные значения Static Lighting Level Scale и Indirect Lighting Quality должны равняться 1, я советую, по крайней мере, не использовать значения меньше.
  4. Indirect Lighting Smoothness . Можно не менять этот параметр, значение 0,75 делает картинку более четкой.
  5. Отключаем Use Ambient Occlusion . Отключаем галочку Compress Lightmass  —  это сильно увеличивает время билда, но зато не будет никакого песка на стенах.

Lightmass Settings

Итог

Все дверцы на кухонных шкафчиках — Movable. Свет посчитался достаточно ровно, есть небольшой градиент на белых дверцах, но так всегда происходит с белым цветом, по возможности лучше использовать более темные тона.

Кстати, обратите внимание на стол и тени от тарелок. Тени размытые, тарелки как будто левитируют. Это вышло из-за того, что у этого стола неправильная UV-развертка и к тому же недостаточно большой Light Map Resolution  —  64. На первое время можно просто увеличить Light Map Resolution до 512, однако это все равно не даст хорошего результата. Развертка где-то пережата, где-то растянута, и плотность не будет равномерной, что может привести к артефактам. О том как правильно подготовить 3D-контент я напишу в следующей статье.

Дополнительная информация

Про освещение:

Советую посмотреть на ютубе Unreal Lighting Academy . Канал ведет Senior Lighting Artist Dice Tilmann Milde, который отвечает за освещение в Battlefront. Очень полезные видео, но на английском и длительностью больше часа.

Тени дают объектам ощущения контакта с поверхностью, тем самым позволяя ощутить глубину и пространство.Статические тени отображаются настолько далеко, насколько идёт рендеринг, но динамические тени могут сильнее сказатся на производительности.Данный документ покажет базовые виды теней которые есть в Unreal Engine 4.

Static Lights

Статическое освещение отбрасывает полностью статические тени и свет, это означает, что такой тип освещения не имеет прямого влияния на динамические объекты (статическое освещение запечено в кеш непрямого освещения, поэтому оно имеет некоторый эффект), как на примере ниже.

Персонаж на картинке выше, тот что слева, стоит под статическим светом, свет и тени никак не взаимодействуют с ним; а тот что справа, стоит под стационарным источником света.

Прямое освещение каскадными картами теней(затенение всей сцены)

Directional Stationary Lights — специальные источники света, т.к. они поддерживают затенение всей сцены посредством Cascaded Shadow Maps , в момент использования статического затенения.Это очень удобно на уровнях с множеством анимированной растительности; вы хотите движущиеся тени вокруг игрока, но не хотите переплачивать за чрезмерное количество каскадов, для покрытия больших дистанций обзора.С увеличением расстояния, динамические тени растворяются среди статических теней настолько, что переход практически незаметен.Чтобы применить данную возможность, просто измените значение Dynamic Shadow Distance StationaryLight в DirectionalLightStationary , чтобы изменить дистанцию растворения.

Тени Стационарных источников света

Динамические объекты (такие как StaticMeshComponents и SkeletalMeshComponents с подвижностью установленной в Movable ) должны быть интегрированны в мировое статическое затенение на дистанции полей карт затенения.Это достигается с помощью теней для каждого объекта.Каждый подвижный объект создаёт 2 динамические тени от стационарного источника света: одну, для управления статической тени проецируемой на объект и вторую, для управления тени проецируемую на остальной мир.С такой настройкой, затенение для стационарных источников света происходит от динамических объектов,которое оно затрагивает.Это означает, что стоимость может варьироваться от очень маленькой, до огромной, в зависимости от того, сколько присутствует динамических объектов.При наличии достаточного количества динамических объектов, более эффективным будет использование Movable освещения. На сцене ниже, сферы — подвижный объект, и все они получают тени от статического мира и проецируют собственные тени, которые соединяются с остальными тенями на отдалении.Фруструм Per Object теней для каждого подвижного объекта также показан.

Per Object тени используются для подвижных компонентов используя теневую карту границ объекта, поэтому границы должны быть точными. Для скелетал мешей это значит, что они должны иметь physics asset . Для частиц — любой фиксированный ограничивающий бокс должен быть настолько велик, чтобы вместить в себя все частицы.

Динамические тени

Подвижные источники света проецируют полностью динамические тени (и освещение) на всём.Информация об освещении не будет запекатся в лайтмапы.Статик меши, Скелетал меши, эффекты, прочее — будут получать и проецировать динамические тени от подвижных источников света.

Динамические тени самые ресурсоёмкие.

Превью теней

Когда редактируете стационарное или статическое освещение, тени могут стать «незапечёнными», Preview Shadowing показывает вам как будут выглядеть ваши тени после запекания.

Такие (имеется ввиду незапечённые) тени показываются в редакторе с наложенным поверх текстом «Preview «, для распознавания их среди других теней.

Если вы протестируете свою игру в редакторе, до того как перезапечёте освещение, то превью тени исчезнут, так как они существуют только лишь в режиме редактирования, но никак не в режиме игры в редакторе.

Для того, чтобы получить тени из превью теней, вам необходимо выбрать опцию Build Lighting из меню Build .

Вы можете отключить превью теней посредством снятия галочки с Preview Shadows Indicator во вьюпорте Show/Visualize меню.

Если вы хотите изменить текст материал функции освещения, которая проецирует этот текст, то вы можете его найти в: Engine/EditorMaterials/PreviewShadowIndicator.

Всё вместе

Когда все тени собраны вместе, каждая из которых привносит свои сильные стороны и компенсирует слабые стороны других — они впечатляют своим видом.

Имитирует небесное освещение путем захватывания панорамного изображения (так же именуемое как Cubemap ) дальних частей сцены (которые дальше параметра SkyDistanceThreshold ), и применения его в качестве освещения. Это значит, что освещение от будет схож с окружением сцены. В том числе будет захватывать и побочные объекты, вроде наложенных облаков на скайбокс или гор вокруг сцены. Вы так же можете вручную установить Cubemap’у, которая будет освещать пространство.

Изображение будет изменено только тогда, когда вы перепросчитываете освещение или обновляете сцену при помощи команды Build -> Update Reflection Captures . Вы также можете обновить SkyLight при помощи кнопки Recapture Scene в параметрах . Учтите, что если вы измените текстуру неба или окружение, дальше параметра SkyDistanceThreshold, освещение не изменится автоматически.

Можно использовать вместо Ambient Cubemap , потому что Sky Light поддерживает локальное затенение, которое препятствует освещению внутренних помещений от небесного освещения.

Бывает двух типов в зависимости от подвижности:

Отражения окружающей среды работают посредством захвата статической сцены во многих точках и перепроицировании их на простые формы, как в сферах отражений.Пользователь выбирает точку захвата размещением эктора ReflectionCapture .Отражения обновляются в режиме реального времени, для помощи в настройке их положения, но статичны в момент выпонения.Проецирование захваченных сцены в простые формы даёт приблизительный параллакс для отражений.Каждый пиксель смешивается между несколькими кубмапами, чтобы получить конечный результат.Меньшие ReflectionCapture экторы переопределяют крупные, поэтому вы можете уточнить отражения в областях по мере необходимости. Для например, вы можете разместить захват в центр комнаты, а затем уточнять его отражения поместив меньшие захваты в углах помещения.

Материалы с разной глянцевитостью поддерживаются путем создания размытых мипмап из захваченных кубмап.

Однако, использования одних лишь кубмап отражений на очень шероховатых поверхностях приводит к чрезмерно ярким отражениям, что имеет значительные утечки из-за отсутствия локальной окклюзии.Это решается за счёт использования данных лайтмапы созданной посредством Lightmass .Отражения кубмап смешиваются вместе с лайтмапой непрямой зеркальности основанной на шероховатости материала.Очень шероховатый материал (полностью диффузный) будет сходится с результатом лайтмапы.Такое смешивание, по факту, является комбинированием частей данных об освещении — высокодетализированной (кубмапы) и низкочастотной (лайтмапы).Для того, чтобы это работало корректно, в лайтмапе может быть лишь непрямоей освещение.Это означает, что только рассеянное освещение от стационарных источников света может улучшить качество отражений на шероховатой поверхности.Статический тип освещения не может быть использован вместе с отражениями окружающей среды, так как он даст прямое освещение на лайтмапу. Учтите, что для того чтобы увидеть результат этого смешивания, лайтмапа должна быть хотя бы раз построена,и карта должна иметь значимое непрямое диффузное освещение.

Формы захвата отражений

На данный момент существует 2 формы захвата отражений: сфера и коробка.Форма захвата очень важна, так как она контролирует, какая часть сцены будет захвачена в кубмапу,как форма сцены будет перепроецирована в отражениях, и кака часть сцены сможет получать отражения из кубмапы (зоны влияния).

Форма сферы

Форма сферы наиболее используемая.Она никогда не совпадает с формой отражаемой геометрии, но она не имеет разрывов и углов, следовательно искажение равномерное.

Форма сферы имеет оранжевый радиус влияния который контролирует какие пиксели могут быть затронуты и захвачены в кубмапу и перепроецированы в сферу.

Точки захвата с меньшим радиусом перезаписывают данные больших по размеру точек захвата.

Форма коробки

Форма коробки довольно ограниченна в применении, и в основном применяется для корридоров и прямоугольных комнат.В причина в том, что только пиксели внутри коробки, могут захватить отражения, и в то же время вся геометрия внутри коробки проецируется по форме этой самой коробки, создавая значительные артефакты во многих случаях.

Когда коробка выделена, она имеет оранжевую окантовку формы проецирования.Форма коробки захватывает лишь то, что находится внутри коробки,и с удалением от центра захват затухает.

Редактирование

Важно отметить, что захват отражение не происходит автоматически.Перезахват отражений происходит только лишь при загрузке карты,прямом редактировании, перезапечении освещения.Если вы изменили яркость света или передвинули геометрию в сцене, то вам необходимо выбрать точку захвата и нажать Update Captures, чтобы обновить данные захвата.

Режим отображения Reflection Override был добавлен, чтобы легче было увидеть, как настроены отражения.Этот режим перекрывает все нормали сглаживая варшины нормалей, и делает все поверхности полностью зеркальными и полнстью гладкими (как зеркало).В этот режиме хорошо видны ограничения и артефакты, поэтому стоит иногда переключатся в этот режим, чтобы видеть как ведут себя отражения нормальных условиях.

Были добавлены несколько новых полезных флажков для изоляции некоторых компонентов освещения:

Настройка уровня для использования отражений окрущающей среды


Вопросы производительности

Стоимость отражение окружающей среды зависит только от того, сколько захватов влияет на пиксель на экране.Это очень похоже на отсроченного освещение.Захваты отражений ограничены своими радиусами влияния.Зеркальность реализуется через кубмапу мипмапов, поэтому разница в производительности между резкими и грубыми отражениями невелика.

Ограничения

  • Отражения с помощью этого метода, являются приблизительными.В частности, отражение объекта редко совпадает с фактической формой объекта в сцене из-за проекции его на простые формы.Это приводит к созданию нескольких видов этого объекта в отражениях, так как много кубмап смешивается вместе.Плоские, гладкие поверхности, которые дають зеркальные отражения, более заметно покажут ошибки.Используйте детальные карты нормалей и отражений, чтобы разбить отражения.
  • Захват сцены в кубмапы — медленный процесс, который должен быть выполнен вне игры.Это значит, что динамические объекты не могут быть отображены в отражениях, но тем не меннее, они могут получать отражения от статической сцены.
  • Для уменьшения ошибки, захватывается лишь диффуз сцены.Чисто зеркальные поверхности (металлы) будут иметь своё зеркальное применение, как будто бы если это было их диффузом во время захвата.

    • Затенение

    Подвижные источники света настроены на отбрасывание динамических теней, которые, в значительной мере, влияют на производительность. Стоит заметить, что потребляемые ресурсы растут, в основном, от количества объектов, освещенных подвижными источниками света, а также от сложности геометрии на них. Получается, источник освещения с малым радиусом будет влиять на производительность гораздо меньше, чем с большим радиусом, так как, обычно, в малый радиус попадает гораздо меньше объектов.

    В категории «Transform » в настройках любого источника света вы можете найти параметр «Mobility » («Подвижность»). Измените его на «Movable » («Подвижный»). Это свойство влияет также на источники света, добавленные в блупринт.

Вы можете импортировать текстуры с помощью кнопки «Импорт» в контент браузере. Unreal 4 поддерживает большое разнообразие форматов текстур: от.tgas и.png до.psds и.jpg. Один важный совет - убедитесь, что normal maps сжаты как TC Normalmap, чтобы избежать визуальных ошибок в движке. Также имейте в виду, если разрешение вашей текстуры не кратно двум (например 1024х349), они не запустятся или будут лишены свойств MipMap.

  1. Сохранение памяти: текстуры Channel-pack

Одна из особенностей Unreal - это большой объем контроля, который вы получаете, создавая свои собственные материалы. Когда вы создаете несколько черно-белых масок для текстур, таких как roughness или transmission, вы можете сэкономить память, спрятав каждую маску в отдельный канал R,G или B, а затем получив доступ к каждому каналу этой текстуры отдельно.

  1. Физически корректный рендеринг

С появлением новых возможностей рендеринга в движках, таких как Unreal 4, широкую популярность получил физически корректный рендеринг.

Изучение того, как точно должны выглядеть физические свойства материалов с масками roughness и metalness, можно сравнить с тем, как игровые движки работали в прошлом поколении. Эти знания помогают сохранить материалы реалистичными в разных условиях освещения.

  1. Повторное использование текстуры

Еще одним удивительным элементом Unreal 4’s Material Editor является то, что он позволяет повторное использование текстуры. Это поможет вам не только сохранить память, но и сэкономить время. Иногда red channel из rock albedo texture можно использовать как черно белую маску для roughness. Текстуру черепицы из Photoshop можно легко наложить на кирпич, а также смешать с другой текстурой для наложения на другие элементы.

  1. Не накладывайте ненужных текстур

Иногда определенные текстуры не нужны. Для 100% неметаллических материалов, таких как древесина или грязь, текстура металла может быть заменена в Material Editor простой константой с плавающей точкой и значением 0. Этот же принцип можно применить для нескольких версий одного и того же материала. Вам не нужны отдельные normal maps, например, для трех разновидностей кирпича, отличающихся по цвету. Можно использовать одну normal map для всех.

  1. Создание набора основных материалов

Один из способов экономии времени и работы - создание базового набора материалов, которые могут быть использованы для разных объектов. Когда я начинаю проекты, я создаю базовый материал для каждого типа объекта, который мне нужен. Например, если бы я делал сцену природы, я бы хотел получить базовые материалы для местности, пропсов или растительности. Конечно, вам всегда придется дополнять этот набор во время работы, но это поможет справиться с основной частью процесса.

  1. Повторное использование материала

Отличной особенностью базового материала является его способность изменения в режиме реального времени. Вы можете использовать эти изменения для быстрого тестирования множества различных значений без перекомпиляции материала. Всякий раз, когда я использую сложный материал, у меня всегда наготове тестовый экземпляр. Мне он необходим для блокировки более реалистичных базовых значений конечного материала.

  1. Комментарии и организация материалов

Для сложных материалов Unreal 4 предлагает очень полезные организационные инструменты. Выбор группы нод и нажатие C помещает эти ноды в комментарий, который затем можно перемещать как группу и кодировку цвета. Комментарии (и отдельные ноды) могут содержать базовые текстовые пояснения.

  1. Функции материалов

Функции материалов можно вызвать несколько раз для выполнения определенного набора инструкций. Они создаются вне материала в Content Browser, но затем могут быть вызваны, чтобы упростить их. Они могут содержать свой собственный inputs и могут стать отличным способом сэкономить время, когда нужно вызвать несколько повторяющихся операций.

  1. Материалы листьев

Листва может быть одной из самых сложных вещей, т.к. совсем не просто обеспечить ее правильное отображение в любом игровом движке. В UE4 версии 4.18 существует Foliage Shading Model, которая упрощает эту задачу. Я настоятельно вам ее рекомендую, поскольку она поддерживает передачу подповерхностного слоя, что в большинстве случаев дает преимущества. Кроме того, советую добавить sky light к вашей сцене, чтобы помочь сбалансировать некоторые более темные области сетки листвы, которые могут быть в тени.

  1. Vertex colour

Доступ к цветам Vertex в материалах - одна из моих любимых функций в Unreal 4. Они могут быть невероятно мощными при творческом подходе. От ambient occlusion до masking out wind и world offset для листвы - их универсальность колоссальна. Они особенно полезны при смешивании текстур. Vertex colors можно импортировать из внешнего программного обеспечения 3D или импортировать и нарисовать в редакторе.

  1. Детализированные diffuse и normal

Так как вы можете настроить параметры текстурирования ультрафиолетового излучения, вы можете увеличить детали материала путем смешивания в дополнительном наборе текстур. Обычно это diffuse или normal maps, которые затем поочередно накладываются поверх базовых. Вы можете использовать любой удобный для вас метод, например, такой как Overlay Blend Function, в то время как подробные normal maps могут быть применены путем добавления красного и зеленого каналов к основанию.

  1. Смешивание текстур в материалах

Хотите объединить текстуры в material editor, но знакомы только с режимами смешивания Photoshop? Epic превзошел все ваши ожидания. Наряду со многими полезными функциями материалов он включает в себя большинство режимов смешивания, с которыми знакомы все пользователи Photoshop. От Overlay до Linear Dodge их можно найти в окне палитры внутри Material Editor. Они могут быть особенно полезными для добавления деталей к вашим материалам.

  1. Знание типов источников освещения

Unreal предлагает четыре различных типа света для использования в окружающей среде: Directional, Point, Spot, и Sky light. Свет Directional отлично подходит для наружных зон или любого необычного источника света. Свет Point является всенаправленным, а Spot похож на него, но имеет ограничения, определенные конусом. Sky light может использоваться для добавления света в окружающую среду, захватывая отдаленные части вашей карты. Поддерживаются также пользовательские Cubemaps.

  1. Добавление тумана к вашей сцене

Существует стандартный способ создания всем нам известного обычного плотного тумана. Unreal 4 же предлагает два других способа добавить туман к вашей сцене. Atmospheric Fog реагирует на направленный угол освещения и интенсивность. Он может создать туман, основанный на реальном рассеянном атмосферном свете. Height Fog дает немного больше контроля цвета и позволяет добавить более простой эффект тумана, который становится менее плотным в верхних частях карты и более плотным в нижних частях.

  1. Создание умных световых валов

Световые лучи или « God rays » могут быть мощным визуальным инструментом и создаваться частицами в воздухе, освещенном определенными источниками света. В Unreal 4 они могут быть созданы несколькими способами. Наиболее распространенный способ заключается в том, чтобы позволить им использовать свойства направленного света. Они также могут быть выполнены с использованием геометрии и умных материалов.

  1. Съемки с высоким разрешением

Хотя пользовательские видео разрешения могут быть выведены из Matinee, есть быстрый и простой способ сделать кадры в высоком разрешении прямо из редактора. Нажав на маленькую нисходящую стрелку в левом верхнем углу вашего Viewport, вы можете открыть небольшое раскрывающееся меню. Внизу можно открыть окно High Resolution Screenshot window. Оттуда снимки в высоком разрешении могут быть захвачены и отправлены в папку вашего проекта: project/saved/Screenshots folder.

  1. Корректировка цвета и таблицы поиска

Финальные цвета рендеринга можно настроить на основе художественных предпочтений. Хотя существуют опции для базовых настроек, таких как контраст и оттенок, пользовательская коррекция цвета может быть выполнена с использованием таблиц цветового поиска. Эти таблицы допускают сложное преобразование цвета и могут быть сделаны при помощи базового файла, доступного на сайте Epic Unreal 4 и в Photoshop, или в других программах для настройки изображений.

  1. Редактирование световых переходов и бликов

В играх и 3D стало популярным отображать световые переходы и блики, их можно включить и настроить в UE4, используя специальные зоны постобработки - post-process volumes. Световой поток настраивается практически по всем характеристикам. Размер, цвет, интенсивность и порог можно изменить и даже использовать их для маскировки текстур грязи и имитации грязных линз. Аналогично, вспышки также могут быть включены, а их форма и интенсивность регулируются.

  1. Создание глубины резкости

Unreal 4 поддерживает как резкость по Гауссу, так и настраиваемую. Оба эти параметра существуют в настройках Post Process Volumes. Следует также отметить, что инструменты, которые помогают с размытием тонких объектов перед удаленными, иногда могут создавать проблемы. Нужно проявлять осторожность в применении глубины резкости, например, к листве или другим подобным элементам.

  1. Автоэкспозиция и адаптация глаз

Автоматическое управление экспозицией включено по умолчанию и имитирует настройку глаз на яркие или темные области. Эффект является потрясающим, но может создавать постоянно изменяющиеся визуальные переменные, которые трудно поддерживать внутри. Регулировку диапазона экспозиции можно выполнить в настройках volumes после обработки. Её можно отключить, если установить минимальную яркость, равную максимальной. Смещение экспозиции можно использовать для настройки её базовых параметров.

  1. Световые функции

Одна интересная особенность в Unreal 4 - поддержка материалов с функцией освещения. Эти материалы действуют как маски для света и могут использоваться, чтобы сделать что-либо: от пользовательских цветовых вариаций в свете до облачных теней на земле. Они создаются путем установки функции Material Domain to Light в Material Editor, их можно использовать при spot, point и directional lights.

  1. Сэкономьте время, скопировав и вставив

Еще одна особенность, которую нужно знать об Unreal 4, заключается в том, что любой объект одного уровня может быть скопирован и вставлен непосредственно на другой уровень в рамках одного и того же проекта. Он будет отображаться с теми же свойствами и в том же месте.

А самое крутое - это то, что все, что скопировано из Unreal, можно вставить в текстовый документ. Затем этот текст можно скопировать и повторно вставить на другой уровень Unreal 4.

  1. Режим просмотра и визуализация рендер пасов

Знание того, что составляет ваш образ, является неотъемлемой частью работы в любом 3D-движке и работает в отложенном рендерере, например, UE4 позволяет использовать некоторые полезные режимы просмотра. Нажатие Alt и 1-8 переключается между различными режимами просмотра, такими как Unlit или lighting only, но если вы нажмете кнопку View Mode в окне Viewport, вы можете просмотреть отдельные рендер пасы. Это может быть полезно для просмотра широких диапазонов материалов, таких как roughness.

Хотя Unreal невероятно мощный, не каждая рабочая станция создается одинаково. Если вы столкнулись с проблемами производительности движка, первое, что нужно включить, - это параметры масштабирования движка в «Setting» на панели Editor Toolbar. Отключение некоторых параметров, таких как сглаживание, может действительно ускорить работу. Другой трюк состоит в том, чтобы группировать множество объектов в world outliner. Затем вы можете переключать их видимость, чтобы улучшить производительность.

Epic Games продемонстрирует архитекторам возможности Unreal Engine

Unreal Engine 4 изначально создавался для разработки игр, но Epic Games хочет показать, что он подходит и для других задач. С этой целью компания проведёт серию вебинаров, в которых покажет возможности движка как инструмента визуализации для архитекторов.

Дизайнерскую идею зачастую непросто продемонстрировать. Раньше архитекторы использовали рисунки и уменьшенные модели, но программное обеспечение вроде Unreal Engine может позволить перемещаться по фотореалистичным зданиям с естественным освещением. А благодаря виртуальной реальности люди могут в буквальном смысле оказываться в местах, которых пока ещё не существует.

Epic Games планирует провести четыре бесплатных вебинара, первый из которых намечен на 27 апреля. Специальным гостем станет архитектор Фабрис Боррелли (Fabrice Bourrelly), который расскажет о причинах, по которым Unreal Engine стоит использовать в данной сфере. .

Используя модели Дома из стекла Филиппа Джонсона (Philip Johnson) и Церкви света Тадао Андо (Tadao Ando), Фабрис покажет, как Unreal Engine привносит эмоции, настроение и атмосферу рендеринга в автономном режиме в глубокую и интерактивную виртуальную и дополненную реальность в режиме реального времени, - сказал представитель сообщества движка Крис Руффо (Chris Ruffo). - Фабрис является архитектором, художником и 3D-визуализатором, который за последний год стал лидирующим пользователем и учителем по Unreal Engine. В список клиентов Фабриса входят Google, IDEO, Томас Хизервик (Thomas Heatherwick), Аниш Капур (Anish Kapoor), Bentley Motors и Филипп Старк (Philippe Starck).


Боррелли начал работать с Unreal Engine не так давно. В прошлом году он провёл лекцию по визуализации и обнаружил, что огромное число людей, работающих в сфере, хотели бы узнать больше о движке и исследовании моделей виртуальной реальности. Так он решил скачать программное обеспечение и опробовать его.

Фабрис Боррелли:

«Я начал с простого коридора, освещённого снаружи, и одного материала. Это позволило мне почувствовать, как один материал будет вести себя с отражениями и освещением. Я научился создавать мягкое освещение с помощью Lightmass, что является критичным для построения реалистичной архитектурной визуализации».

Архитектор загружает свои работы на канал в YouTube .

Несмотря на кажущуюся сложность работы, редактор Unreal Editor 4 выглядит приветливым. А с ростом производительности компьютерного оборудования GPU рендер может изменить традиционный подход к работе визуализаторов, дизайнеров и архитекторов.

Из минусов хочу отметить пару моментов. На данный момент добиться фотореалистичной картинки не просто, но если уйти в проект с головой и потратить больше времени, то можно .Размер готового билда может превышать 1GB, что может затруднить обмен среди коллег и заказчиков. На текущее время далеко не каждый компьютер способен выдать стабильные 25-30 FPS в заполненном 100 м² интерьере.

Это интерактивная трехмерная визуализация квартиры-студии с полным погружением в проект. Модель сделана полностью в программе Unreal Engine 4 - движок, который используют во многих современных играх.

Основное различие с максовской 3д моделью - время "рендера". Например, чтобы создать классический трехмерный ролик необходимо отрендерить 25 кадров для каждой секунды, что занимает очень много времени и денег.

А в таком интерактивном формате "рендер" отсутствует. Все текстуры, материалы и свет создаются сразу в 3d модели, поэтому по проекту сразу можно ходить как в игре, при этом графика дошла до вполне реалистичного уровня. Теперь, чтобы сделать видео ролик, достаточно 1 часа, при готовой модели в Unreal Engine.

Создано: 29 Апрель 2017

В этой статье я расскажу, как создать в UE4 выделение контура. Как правило, разработчики используются для этого двумя разными способами:

  • Рендерят сетку дважды. В этом случае сначала рендерится одна сетка (со стандартным материалом), а затем вторая (со слегка увеличенным масштабом и эмиссионным материалом)
  • Используют алгоритм распознавания контура. Он задается в виде материала пост-обработки

В этой статье я расскажу о втором методе, т.к. он легче интегрируется в уже существующие проекты. Данное руководство написано с учетом того, что вы знакомы с основами UE4 (в частности, с тем, как работает редактор материалов). Кроме того, чтобы было понятно, как реализовать алгоритм распознавания контура в виде UE4-материала, также пригодятся базовые знания в области обработки изображений.

Основные шаги

Реализация эффекта выделения контура в виде материала пост-обработки проходит в несколько этапов:

  • Создание материала пост-обработки, который выделит контур у объектов со включенным параметром Render Custom Depth.
  • Добавление этого материала пост-обработки в список Blendables, который находится в параметрах блока Post Process Volume.
  • Включение параметра Render Custom Depth у всех скелетных и статичных сеток, у которых нужно выделить контур

Ниже я подробнее объясню каждый из этих шагов. Если вы здесь лишь затем, чтобы скачать материал, можете сразу перейти к разделу «Загрузки», который находится в самом конце статьи.

Карта глубины

В UE4 есть отличная функция, позволяющая рендерить отдельные сетки в отдельную карту глубины, а затем использовать ее в материалах. Эта карта глубины содержит информацию о дистанции между каждым пикселем – и в мировых координатах, и в поле зрения камеры. Типичная карта глубины выглядит примерно так:

Наша карта глубины выглядит похожим образом, за исключением того, что в ней видны лишь объекты, у которых включен параметр «Render Custom Depth»:

Карта глубины заметно упрощает применение эффектов вроде выделения контура, созданию которого и посвящена эта статья.

Создание материала

Самый сложный этап. Мы создадим материал, в котором будет реализован оператор Собеля, свернутый с кастомной картой глубины. Другими словами, мы применим на кастомную карту глубины фильтр распознавания контура.

Начнем с алгоритма свертки. В его основе лежит довольно мудреная математика, но на самом деле все сводится к нескольким простым шагам

  • Берем пиксель P
  • Берем 8 пикселей PN, прилегающих к пикселю P
  • Умножаем значения в пикселях P и PN на значения в ядре свертки (т.е. делаем 9 умножений)
  • Складываем полученные значения
  • Возвращаем результат

Сначала нужно задействовать карту глубины. Делается это просто: добавьте нод Scene Texture и подключите его к Emissive Color материала. Также выставьте настройку Scene Texture ID на CustomDepth.

Теперь давайте задействуем прилегающие пиксели. Для этого можно использовать параметр UVs в ноде Scene Texture. Но проблема в том, что UV-параметры работают в текстурных координатах, т.е. используют значения от «0,0» (левый верхний угол текстуры) до «1,1» (правый нижний угол текстуры). Поэтому нам нужно взять инвертированные значения высоты и ширины текстуры, умножить их на смещение от центра ячейки (-1,-1), а затем прибавить к UV-координатам текущего пикселя. Таким образом мы выберем левый верхний пиксель.

В редакторе материалов это будет выглядеть следующим образом:

Теперь делаем то же самое для оставшихся семи прилегающих пикселей. В итоге расчет смещения для всех восьми прилегающих пикселей будет выглядеть следующим образом:

Итак, у нас есть набор UV-параметров для всех прилегающих пикселей, поэтому теперь можно задействовать данные из кастомной карты глубины. Я создал для этого простую функцию материала: в качестве входных параметров она принимает UV-координаты, а затем возвращает значение обработанного пикселя.

Если воспользоваться этой функцией для обработки данных от прилегающих пикселей, то у нас, собственно, будут все необходимые данные для распознавания контура. Теперь давайте создадим еще одну функцию материала, которая будет выполнять свертку.

С левой стороны – два набора входных параметров. Первые 9 векторов – это просто значения пикселей, которые мы будем обрабатывать. Другие 3 вектора служат для значений ядра свертки. По сути, это просто матрица 3х3, но поскольку в редакторе материалов UE4 нет типа данных для матрицы, я сделал собственную при помощи параметров Vector3.

Итак мы собрали все кусочки алгоритма. Теперь осталось лишь объединить их внутри итогового материала.

В операторе Собеля, по сути, задействованы две функции свертки: вертикальная и горизонтальная. Вы, вероятно, заметили, что единственная разница между ними – это входные данные о ядре свертки.

Теперь давайте объединим два этих значения.

Далее открываем редактор материалов, при помощи рассчитанных значений создаем вектор, а затем возвращаем длину вектора. Результатом будет черное изображение с контуром вокруг сеток, у которых включен параметр Render Custom Depth. Осталось лишь смешать полученный эффект с финальной картинкой. В моем случае будет использоваться оператор «IF», но вы можете встроить алгоритм и по-своему. Ничего сложного в этом нет.

ПРИМЕЧАНИЕ: Убедитесь, что ваш материал находится в домене Post Process, а не Surface (имеется в виду «material domain»; это параметр, через который настраивается, для чего будет использоваться материал). Это можно поменять в свойствах материала.

Настройка сцены

Теперь, когда материал готов, нам нужно добавить его в список пост-обработочных эффектов сцены. Выберите у своей сцены блок Post Process Volume и найдите пункт Blendables. Добавьте в список Blendables новый компонент, а затем выберите из списка созданный нами материал. Если блока пост-обработки в вашей сцене нет, создайте его. Также убедитесь, что у блока Post Process свойство Unbound выставлено на «true». В противном случае игрок будет видеть эффект строки только в том случае, если будет находиться внутри блока Post Process Volume.

Чтобы проверить результат, поместите в сцену какую-нибудь сетку и включите у нее параметр Render Custom Depth.

Блюпринт

Я настроил сцену таким образом, что эффект строки будет появляться у статической сетки только в том случае, если игрок наведет на нее прицел. Я решил воспользоваться шаблоном для FPS. Кроме того, я добавил в блюпринт MyCharacter функцию Trace. Она вызывается таймером, тикающим каждые 0,1 секунды, и проверяет, смотрит ли игрок на статичную сетку. Если смотрит, параметр Render Custom Depth выставляется на «true». Если игрок перестает целиться в сетку, значение в переменной Render Custom Depth меняется на «false». Посмотреть, как это все работает, можно в файле, ссылку на который можно найти ниже, в разделе «Загрузки».