Unreal engine 4 свет в углах. Освещение для архитектурной визуализации в UE4.18 для VR. Съемки с высоким разрешением

14.03.2019

Игра Max Payne 3 была разработана студией Rockstar Vancouver и издана Rockstar North 15 мая 2012 года для PS3 и Xbox 360, а также 1 июня того же года для PC. Она получила вполне лестные отзывы критиков и геймеров, что подчеркивает мастерство Rockstar.

Обзор сингла

События третьей части отделяет весьма солидный срок от прошлых приключений Макса Пэйна. Здесь мы обнаруживаем его в солнечной Бразилии, что не совсем характерно для нуарного детища Remedy. Уже через пару минут знакомства с новой частью серии на нас обрушится лихая и запутанная история, разгребать которую придется на протяжении 14 глав. Дабы не раскрывать все тонкости сюжета, об истории расскажем лишь в кратких чертах. Сценаристы подарили нам удивительную криминальную драму, наполненной колоритными персонажами и множеством сюжетных крюков, кои приведут вас к неожиданному финалу. Подается история при помощи великолепно срежиссированных роликов, исполненных на движке с долей стилизации под комиксы. Что же, разработчикам из Rockstar такая работа всегда удавалась на крепкую "пятерку". Немаловажную роль в динамической подаче сюжета отыгрывает пресловутая кинематографичность, не перестающая удивлять на протяжении всего прохождения. Поверьте, более красивых перестрелок с видом от 3-го лица нет решительно нигде. Играя по эту часть монитора, ты чувствуешь себя героем голливудского блокбастера.

Обновленный движок RAGE теперь способен выдавать все красоты DirectX 11, что является безусловным преимуществом ПК-версии. Был доработан и Euphoria, отвечающий за реалистичную реакцию персонажей на попадание в них пуль, их взаимодействие с окружающим миром и тому подобное. Тем не менее важнейшим достоянием игры является шикарная анимация протагониста, обученного вести стрельбу с любого положения. Появился и рукопашный бой, однако на минималистическом уровне. Разумеется, все это происходит в соответствующих декорациях, выполненных просто отлично. Придраться абсолютно не к чему. Каждый новый уровень - это абсолютно самостоятельная локация огромных размеров, да еще и с придирчивой проработкой мелочей, чем всегда славились Rockstar. Побываем мы везде: и на стадионе, и в заснеженном Нью-Йорке, и в той самой фавеле, и в заброшенной гостинице, и в доках. Наконец, весь игровой процесс пронизан атмосферным звуковым сопровождением в нуарной стилистике.

Геймплей в игре изменился довольно условно. Max Payne 3 - это все тот же коридорный шутер без намека на регенерацию здоровья. Разумеется, появилась здесь система укрытий, без которой сейчас никуда. Изменили и систему переноса оружия. Теперь взять с собой можно лишь 2 одноручных оружия и 1 двуручное. В плане сложности новый "Макс" полностью соответствует оригинальной дилогии. На общем фоне оказуаленных шутеров пройти игру весьма сложно, особенно на хардкорном уровне.

Обзор мультиплеера

Мультиплеер в игре получился довольно веселым и интересным. Все происходящее на полях сетевых баталий находится на простом и лаконичном уровне. Карт вполне достаточно, да и архитектура их довольно разнообразна. С арсеналом также полный порядок. Стоит упомянуть, что главной фишкой здешнего многопользовательского режима является замедление времени, включающееся на отдельных участках локации, а не на всей карте одновременно. Присутствует здесь кастомизация и несложная прокачка, где с каждым новым уровнем дают доступ к оружию, полезным вещам и прочему инвентарю. В общем, за счет парочки свежих идей, хорошего баланса и незаезженных режимов играть в онлайне довольно занятно.

Max Payne 3: системные требования

После публикации системных требований студией Rockstar многие игроки стали негодовать, думая о скверной оптимизации. Тем не менее игра была отполирована до блеска, в чем вы можете убедиться, сыграв в нее. Итак, какие же к Max Payne 3 системные требования для низких настроек графики?

OS: Windows XP/Vista/Windows 7;
CPU: любой 2-ядерный с т. ч. 2,4 Ghz;
RAM: 2 Gb;
GPU: HD 3400;
35 GB свободного места на винчестере.

Как видите, для запуска необходим вполне бюджетный ПК. Далее мы укажем, какие к Max Payne 3 системные требования для игры на высоких уровнях настройки графики.

OS: Windows 7;
CPU: Intel i7 Quad Core 2,8 Ghz или аналог от AMD;
RAM: 4 Gb;
GPU: GeForce HD 5870;
35 Gb на Ж.Д.

Наконец, существуют и оптимальные требования на Max Payne 3 (PC).

OS: Windows 7;
CPU: Intel i7 3930K 3.06 Ghz или аналог от AMD;
RAM: 16 Gb;
GPU: GeForce GTX 680/Radeon ;
35 Gb.

Напомним, что последние к Max Payne 3 системные требования необходимы лишь для игры на ультра-настройках со стабильным FPS.

Технические проблемы

Мы уже упоминали о том, что игра изначально была отполирована разработчиками до блеска. Тем не менее, без проблем не обошлось. Если у вас Max Payne 3 не запускается либо часто происходят вылеты/зависания, прочтите следующий раздел.

Часто случаются вылеты либо сильные лаги . Прежде всего проверьте соответствие вашего ПК требованиям, которые мы указали выше. Если все совпадает, то проделайте стандартные процедуры Microsoft Visual, DirectX и прочее). Если вы обладатель лицензии в Steam, то проверьте целостность кэша. Если же пиратской копии, то попробуйте переустановить игру.
Max Payne 3 не запускается на Windows 8 . Поставьте с Windows 7. Если не получится, то запускайте от имени администратора.
Бесконечная инициализация . Перезапустите ОС и переустановите Social Club.
при запуске . Эта ошибка указывает на повреждение файлов игры, лечение которой происходит путем полного удаления Max Payne 3 (включая Social Club) и переустановкой. Плюс к этому, необходимо убрать русские буквы в пути к папке с игрой.

Думаем, на этом все. Большинство проблем в Max Payne 3 (версия для ПК) лечатся именно такими методами.

DLC

Для игры было выпущено 10 дополнений, кои предназначены исключительно для многопользовательского режима. Нынче в магазине Steam вы можете приобрести Rockstar Pass, включающий все DLC всего за 250 рублей. Весь загружаемый контент выходил в промежутке с лета 2012 по январь 2013 года. Если вы решите приобрести Rockstar Pass, то вам откроются новые карты, режимы, оружие, персонажи, испытания и ачивменты. В общем, оно того стоит.

Русская локализация

Все знают о политике Rocktar Games насчет локализации. Компания всегда приглашает высококлассных актеров для озвучки своих тайтлов, из-за чего запрещает озвучивать игры на другие языки. Игра поддерживает 10 языков, среди которых, разумеется, нашлось место русскому. В Max Payne 3 озвучка осталась оригинальной, однако были прикручены русские субтитры. Стоит отметить, что перевод оказался довольно качественным, однако неизвестен тот факт, что не были локализованы диалоги на португальском языке, немного подпортив общее впечатление.

В заключение

Удалось ли Rockstar создать превосходного "Макса Пэйна", что мы уже видели в играх от Remedy? Игроки получили отличный криминальный боевик, придираться к которому можно лишь вследствие собственной предвзятости. Кому-то не понравится сюжет, кому-то не совсем подойдут новые декорации, а кто-то просто запутается в собственных желаниях. В принципе, ответ утвердительный - студии удалось сделать прекрасную игру. Вместе с этим версия для ПК получилась еще и отлично оптимизированной, что в современном мире развлекательной индустрии большая редкость.

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».

Работая над проектом, архитекторы и дизайнеры прибегают к такому способу подачи, как 3D визуализация. Чаще всего это статичное изображение, полученное с помощью визуализаторов vRay, MentalRay, Corona и других.

В данной статье речь пойдет о визуализации архитектурных проектов на движке Unreal Engine. Рассмотрим все плюсы и минусы, а также поделюсь своими впечатлениями и опытом на примере готового проекта:

Моделирование

UE4 принимает 3D модели в формате.obj и.fbx.

Моделировать и экспортировать объекты можно в любом 3D редакторе (3ds Max, Blender, Maya и пр.) Желательно, чтобы модель имела хорошую топологию и полигонаж в разумных пределах (если говорить об интерьерах, то основные объекты, такие как диван, кровать и др. не должны превышать 100 тысяч треугольников, т.к. это сильно сказывается на производительности). Лучше, конечно, делать ретопологию каждой модели вручную, но для достижения приемлемого результата можно обойтись и автоматическими средствами, программами или плагинами.

Все модели должны иметь развёртку, чем ровнее она будет, тем качественнее на неё ляжет текстура и, забегая вперёд, свет с тенями, которые предварительно считаются в Unreal Engine.

Материалы

Для построения логики в UE4 используют нодовую систему Blueprint . Она заменяет собой необходимость в программировании, но не исключает возможность писать на C++.

Ниже показаны основные шейдеры, используеммые в сцене, построенных на Blueprint :

Дерево:

Так-как для создания рельефных поверхностей движок требует только normal карту, то есть возможность процедурно создать эту карту из чёрно-белого изображения c помощью нода NormalFromHeightmap

Испачканный металл:

В данном примере была использована чёрно-белая карта, смешанная с числовыми значениями и применена в свойства Metallic и Roughness

Стекло:

На прозрачность материала влияет свойство Opacity, которое регулируется float нодом (значение от 0 до 1)

Далее приведены примеры четырёх основных свойств, которые определяют физическую природу материала. Объединение их вместе различными способами позволяет создавать практически любой возможный тип физической поверхности в реальном мире.

Base Color	Metallic	Specular	Roughness

Освещение

В сцене используется три типа освещения:

После того, как все объекты и источники света были размещены, необходимо просчитать сцену:

Это некий аналог рендера, который просчитывает взаимодействия всех статичных источников света со статичными моделями. Проще говоря, отбрасывает и запекает тени.

Если после просчёта модель или источник света были передвинуты или удалены, тень останется и придётся заново пересчитать сцену.

Пример:

Интерактив

Для улучшения архитектурного проекта, рекомендую добавить некоторые интерактивные элементы, такие как открывание и закрывание дверей, музыкальное сопровождение, различные звуковые и визуальные эффекты. Ниже мы рассмотрим некоторые из них.

1. Открывание и закрывание двери
Рассмотрим простой вариант, когда дверь открывается автоматически, если приближается игрок и закрывается, если игрок отдаляется:

Сама дверь состоит из двух элементов: статичная модель дверного проёма и интерактивное дверное полотно, логика которого описана в Blueprint .

В компоненты чертежа входит статичная 3D модель дверного полотна и фигура Box , которая играет роль триггера:

Нодовая структура выглядит следующим образом:

Ноды OnComponentBeginOverlap и OnComponentEndOverlap отвечают за коллизию с триггером.
Timeline_0 - это анимация с функцией Float Track (New Track 0).
Make Rot создаёт вращение по любой оси, в данном случае по оси Z (Yaw).

Функция Float Track (New Track 0):

Значение от 0 до -90 градусов изменяется в течение 1 секунды

Нам остаётся скомпилировать Blueprint и добавить его в сцену, выровняв точно под дверной проём.

2. Звуковые эффекты
Вы можете оживить ваш проект, добавив в сцену Ambient Sound . Например, пустить ненавязчивую музыку на задний план или добавить звуковой эффект при открывании/закрывании дверей.

3. Постобработка
В широком смысле, постобработка - это все то, что происходит после основных действий по построению изображения.
Выполнить постобработку вы можете либо в камере, либо блоком Post Process Volume , добавив его в проект и корректируя габариты. Войдя в этот блок, начнётся процесс постобработки.

К примеру, блок Post Process Volume с увеличенной яркостью рекомендуется ставить в плохо-освещённые помещения:

Так Post Process Volume выглядит в сцене:

Unreal Engine 4 поддерживает множество эффектов для постобработки, далеко не все они могут вам пригодиться, но некоторые из них я перечислю:

Vignette (Виньетка) - затемнение или осветление краёв кадра
Depth of Field (Глубина резкости) - всё, что находится ближе или дальше дистанции фокусировки, постепенно теряет резкость и размывается
Bloom (Свечение) - засвет, получаемый от ярких источников освещения
Lens Flare (Блик) - воспроизводит эффект преломления солнечных лучей в объектив камеры
Film (Шум) - даёт анимированный шум, имитируя плёночную кинокамеру

Подведём итоги

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

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.

Введение

Меня зовут Лассе Роде, и я представитель студии xoio. Мы небольшое агентство, специализирующееся на визуализации и иллюстрации работ по архитектуре и маркетингу.Обычно мы работаем в своего рода «традиционной» 3d среде с использованием приложений, таких как 3ds Max и подобным. Мы постоянно тестируем новые «движки» рендеринга и в настоящее время отдаем предпочтение Corona Renderer, V-Ray и Octane. Каждый «движок» имеет свои сильные стороны и мы всегда стараемся использовать каждый для своих целей.По моему мнению есть несколько основных направлений в нашей отрасли: стремление к фото реализму и быстрому результату – если речь не о режиме реального времени. Не ждать когда результат будет готов на рендер-ферме всегда было мечтой для нас — особенно при создании анимации!Основным недостатком «реального времени» долгое время было недостаточное качество по сравнению «pre-rendered» изображениями и анимацией. Так что, хотя это выглядело очень интересно, ее применение в контексте визуализации, казалось, трудно себе представить, — и, честно говоря, выглядящее «игровым» было трудно продать требовательным клиентам из архитектурных и корпоративных областей.Но все резко изменилось. Результаты созданные в «движках реального времени» сегодня очень красивы и убедительны!

Почему Unreal Engine?

В релизe UE4 было уделено очень много внимания в нашей индустрии и возможности казались безграничными. PBR (Физический рендеринг) система материалов и простая последовательность действий для создания модели в Unreal Engine было наиболее веской причиной для нас, чтобы попробовать –ведь это возможность получить дополнительное качество! Если вы видели работу Koola (также доступен для скачивания в Unreal Engine Marketplace), которыая стала «виральной» несколько недель назад — вы, вероятно, также убедитесь, как и мы, что Unreal Engine 4 способен на впечатляющее качество.В этой статье я хочу дать вам краткую информацию о рабочем процессе, для создания сцены в Берлинской Квартирe,которую вы можете загрузить с Marketplace (фирменный магазин Unreal) и увидеть некоторые методы и приемы на которые я наткнулся во время работы над данной сценой. Некоторые из них я нашел самостоятельно, в то время как другие являются производными от информации, которую я нашел в Интернете. В Unreal Engine форумы и документация являются обширными и объемными ресурсами, как и основной контент, который поставляется с «движком» и наборами сцен, которые вы можете получить из Marketplace.

Берлинская квартира

Я создавал серию изображений этой квартиры в историческом здании в Берлине начиная с 2013 года с помощью 3ds Max с Corona Renderer. Это гибкий способ обработки цветового отображения, которое действительно помогло раскрыть светлое настроение этой сцены. Также это было причиной выбора для тестирования UE4.Я заметил, что UE4 весьма успешно используется в сценах с мрачным освещением и шумными текстурами. Я подозревал, что это будет не так просто получить точную тень и GI (Global Illumination) в ультра белом интерьере.И, честно говоря: Это непростая задача!

Рис 1.

Выше – оригинальный рендер сделанный в 3ds Max и Corona Renderer. Для того, чтобы увидеть остальные изображения, нажмите .

Ниже видео готовой сцены

Начну с начала:

Оригинальная Сцена Моделирование было сделано в 3dsmax в спешке. Так что я на самом деле подробно остановлюсь только на тех частях, которые отражены в финальных изображениях. Этот подход, конечно, не возможен в средах реального времени. Для изменения назначения цели при использовании в Unreal Engine мне пришлось немного сократить масштабы, потому что меблировки и детализации всего пространства заняло бы слишком много времени для тестирования.

Рис 2

Я решил экспортировать только две комнаты: их вы видите на нижней части скриншоте выше.

Экспорт геометрии для Unreal Engine -это очень непростая задача, ЕСЛИ у вас несколько идей!Есть смысл разделить эти идеи на части. Потому Lightmass рассчитывается в отдельной карте для каждого объекта, это хорошо, чтобы быть немного осторожным с высокими значениями особенно на больших плоских объектах, таких как стены и потолок. Из-за этого я только экспортировал внутренние поверхности стен, которые мы на самом деле видим.Я также добавил немного к верхней и нижней части стен, чтобы пересечь их позже с потолком. Я думаю, что это хороший способ для предотвращения «световых протечек» — световые артефакты, проявляющиеся когда геометрия не закрыта или не пересекается. Это не проблема, когда это мрачная сцена с задействием большого количества текстур — но, так как мы хотим получить сверх-белое пространство,то важно создать точное GI (глобальное освещени), какое только возможно, особенно в углах.

Рис.3

Вторая важнейшая вещь — создать развертку скоординированную для канала GI, которая будет сохранена для просчета lightmass в UE. В 3ds Max это будет UV-канал 2.Канал 1 предназначен для использования всех других текстур, таких как диффузия, шероховатость, нормалей, и т.д. Unreal Engine рассчитывает каналы, начиная с 0, что может вызвать некоторую путаницу в начале — но как только вы это усвоите, то поймете,что это просто.Примечание: Сделать развертку важно только для канала карты света (light-map)! Для канала текстуры любой вид отображения может работать, например, кубический или цилиндрический. В большинстве случаев операция flatten mapping в 3ds Max модификатора Unwrap (получение развертки где порог, градус разворачивания можно задать) достаточно для получения UV координат.

Рис 4

Если вы хотите получить все объекты в сцене в UE4 как это было в вашей макс-сцене, то необходимо модготвоить модели, чтобы вставлять их на места где они были при экспорте. Для одиночных объектов, таких как стулья, удобно экспортировать в Unreal Engine один раз и копировать уже внутри. Для этого нужно подвинуть объекты ближе к центру в вашей 3ds Max сцене, потому что центр объекта (pivot) в UE будет там же.

Рис 5

Рис 6

Вы видите, я использую высокополигональную геометрию без LOD (уровень детализации) упрощения. Это, конечно, рекомендуется только в небольших сценах, таких как эта, но так как у меня есть опыт сглаживаня геомтерия, и я не хочу чтобы были какие-либо неровные края на моей мебели, то для меня это логично. Хотя я не сомневаюсь,что комната требует оптимизации;).Убедитесь, что ваша геомтрия будут объединены в один объект и элементы имеют различные каждый свой ID материал для обработки различных материалов позднее в UE4!Ну что же,сохраняйте геометрию в разрешении.fbx и переходите в редактор Unreal Engine! Импорт в Unreal Engine 4 Импорт FBX файлы в Unreal Engine 4 работает довольно гладко! Я делал это в несколько этапов.Я подготовил различные файлы, в таком порядке: — Геометрия комнаты в отдельном файле FBX. — Различные файл для моделей, каждый с несколькими объектами в них.Убедитесь, что сняли флажок Combine Meshes (Комбинировать геомтрию) для полученя ваших объектов раздельно и не объединые в один объект!

Рис 7

Материалы

Я весьма прямолинеен и большой поклонник простых установок! Так что пример шейдеров очень прост, состоит из карты диффузности, ненасыщен и смешан с черным цветом. Та же карта корректируется по цвету и инвертируется в канале roughness (шероховатости). Готово.

Рис 8

Normal map была бы здесь излишне, но не ограничивайте себя в исследовании материалов в сцене.

Рис 9

Здесь вы видите деревянный материал, применяемый для кресел и стола — темная древесина с матовым отражением раскрывает структуру и текстуру древесины.На следующем изображении вы видите в два раза больше материалов, которые могут представлять интерес, шторы, подсвеченные солнечным светом – из двустороннего материала.

Рис 10

Вы должны установить Shading Model в «Subsurface» и добавить постоянную ноду со значением меньше, чем 1 и связать с свойством непрозрачности вашего материала, чтобы получить этот эффект.К стакану на переднем плане применен очень простой материал стекла:

Рис 11

Он имеет довольно темный цвет диффузии, нулевой roughness и высокое значение зеркальности. Я также применил Fresnel (эффект френеля-коэффициент преломления) ноду со значением 1,5 для контроля непрозрачности и преломления как в реале. Есть много более сложных способов получения более реалистичного стекла, — но я, честно говоря испытывал некоторые проблемы, чтобы получить контроль над параметрами, так что это простое стекло, кажется, достаточно хорошо получилось.Примечание: я выбрал Two Sided (Двустороний материал) и установил режим полупрозрачности освещениея «TLM Surface» на вкладке Details tab в панели слева.

Рис 12

Материал, который я хочу показать это материал который прменялся к полу, хочу показать потому что это единственный материал, к которому применен normal map

Рис 13

Здесь вы видите материал, с диффузным цветом, шероховатой текстурой и нормальной картой. Цвет светло-серый, со созначением 4Шероховатость выглядит немного сложнее: Слева вы видите ту же карту увеличенную в три раза отличную с TexCoord нодой. Красный канал умножается на другие, а затем подсоединяется как альфа в интерполяции ноды Linear (Lerp), чтобы смешать их значения. 0,3 и 0,2 в этом примере, получаем тонкое шумное отражение на полу досок. Затем дорабатываем с «Power» нодой, чтобы получить нужное количество шероховатости, и этот материал тоже вышел неплохо.Normal опять воздействием TexCoord, а затем развернута через «FlattenNormal» ноду, чтобы получить только тонкий рельеф на материале. Подготовка моделей Перед добавления объектов в вашу сцену, всегда лучше лучше раскидать материалы по геомтерии. Вы должны сделать это только один раз, и сможете применять различные материалы. Это быстрый процесс: Здесь вы видите, как важно применять различные ID материала для ваших объектов, чтобы расположить различные материалы там, где они и должны быть!

Рис 14

Построение сценыЕсли вкратце — импортируйте все вместе. Во-первых, вы должны перетянуть в комнату геометрию. Лучший способ, собрать сцену– перетащить и бросить (drag & drop) в пустую сцену.

Рис 15

Здесь не видино полигоны наружной части стен — как я объяснил выше: они только односторонние для лучшего Lightmass расчета.В таких случаях хорошо бы установить Lightmap (получаемая разверткой) разрешение для ваших больших объектов с высоким значением, для стен, например, я поставил значение 2048.

Рис 16

Как упоминалось выше, «световая протечка» может быть проблемой. Чтобы предотвратить это, я положил черные ящики вокруг всей сцены. Это выглядит немного неряшливо снаружи,но зато внутри чисто;)

Рис 17

Освещение и его параметры

Настройки освещения также довольно таки просты: я использовал «метод Koola» — сочетание солнца и пятен света в передней части окна, чтобы имитировать поток света. Это весьма эффективно и просто в управлении! Теперь для расчета глобального освещения важны только несколько настроек

Рис 18

Я существенно увеличил освещение отраженных лучей и качество освещения. Я также снизил сглаживание до 0,6. Детали очерчены лучше и тени не «стираются» так сильно.Также я настроил прямое освещение в динамической тени для получения лучших теней. Это также важно для движения света позднее в анимации!

Рис 19

Последним шагом перед нажатием «Создать» будет установка Качество Освещения (Lighting Quality) на «Производительность» (“Production”)

Рис 20

Это должно привести к сглаживанию освещения повсюду!Вообще-то,когда добрался до этого пункта в первый раз, я был в восторге! Это на самом деле сильная часть этого движка: приводить вас восторг! Будучи в состоянии двигаться внутри моего «рендера» в режиме реального времени был действительно радостный момент! Постобработка Одной из самых больших особенностей является возможность применения цветокоррекции и эффектов камеры прямо в редакторе. Это может быть сделано с PostProcessVolume в глобальных настройках. Я сделал несколько настроек по насыщению, окантовке и виньетированию, цветность и отключил автоэкспозицию путем установки минимального и максимального значения до 1 и увеличил общую яркость, установив компенсацию экспозиции в районе 1,42. Также добавил блик, который я нахожу удивительным,т.к всё происходит в режиме реального времени!

Рис 21

Настройка анимации Возможность свободно перемещаться внутри сцены делает анимацию очень легкой и приятной задачей из-за мгновенной обратной связи среды реального времени. Как частому пользователю программного обеспечения для композа, мне потребовалось не так много времени,чтобы приспособиться к интегрированным инструментам и настроить анимацию.Первое, что нужно сделать, это создание Matinee Actor (инстуметарий для создания последовательности видео)

Рис 22

При открытии Matinee вы увидите окно с секцией отслеживания и редактор кривых.

Рис 23

Настройка камеры и анимации проста. Движение контролируется ключевых кадрами и кривыми так же, как и в других программах создания анимации. Работа по редактированию ведется только в Matinee editor.

Рис 24

Вы можете видеть траекторию камеры только в редакторе и контролировать редактирование на лету!После того, как примерная анимация сделано в Matinee, я экспортирую анимацию как.AVI и доработавыю её в Premiere и подгоняю под музыку.

Заключение

Весь процесс, начиная от экспорта из 3ds Max и импорта в Unreal Engine 4, работа с тенью и освещением, создание анимации, а затем размещением на YouTube заняло у меня около суток. Эта скорость неслыханное в ArchVIZ и отражает ключевой потенциал, который лежит в основе использования Unreal Engine 4 для визуализации работ.Отсутствие визуализации на этапе «производства» изображений действительно делает процесс создания очень гибким и свободным. Быстрая рузельтат наших действий-настоящая революция!Мы постоянно тестируем и думаем о возможностях применения этого вида создания и технологического процесса в нашей повседневной работе.Есть много возможных применений, и мы очень хотели бы изучить их! Лассе, xoio