Настройка студийного освещения автомобиля в Unreal Engine

Автор: технический менеджер Epic Games по работе с клиентами Dawei Ji

Данное руководство предназначено для создания высококачественного рендеринга автомобилей на базе автомобильного шаблона Unreal Engine. Инструкции, приведенные ниже, помогут пользователям улучшить освещение, трассировку лучей и визуализацию окружения в своих проектах. Мы предлагаем полностью динамический сценарий рендеринга для работы в режиме реального времени.

В этом материале представлен способ ручной настройки освещения для студийного рендера автомобиля в Unreal без использования HDRI-текстур. 

Image Based Lighting (IBL) обычно генерирует сложные отражения/цвета от HDRI-изображения, но в данном случае оно не потребуется, так как мы хотим сделать освещение только на базе CG, а не просто использовать рендеринг IBL с HDRI-картами. К тому же это более адаптивный способ элегантной подачи оригинального дизайна автомобиля.

Руководство состоит из двух основных частей: одна посвящена экстерьеру автомобиля, другая — интерьеру. Я пошагово покажу весь процесс изменения модели, создания освещения и материалов, а также дам несколько советов, как достичь результата, представленного на изображениях ниже.

Рендеринг экстерьера

Создание уровня

Большинство теорий рендеринга придерживаются правила "лучше меньше, да лучше". Это значит, что сцена должна быть максимально простой. Студийный рендеринг не требует перегруженного окружения с миллионами полигонов и тоннами текстур.

Здесь мы сосредоточимся на аспектах создания привлекательного рендеринга в реальном времени, в состав которого входят такие элементы, как освещение, отражение, композиция и многое другое.

Начнем с создания нового Automotive Project, а затем откроем Cinematic Level автомобильного шаблона, как показано ниже. Прежде чем заняться освещением, нам придется немного очистить сцену, удалив дефолтную модель автомобиля вместе с текстовыми заметками. Настройка освещения на отдельном уровне — хорошее решение. Так вам будет проще добавлять и настраивать источники света вокруг автомобилей на любом из уровней.

После того как вы импортируете свою модель автомобиля со всеми материалами, рекомендуется немного изменить сцену шаблона. Конкретно в нашем случае задняя панель не понадобится, так как излишние блики и светоотражения будут мешать.  Cкрытие или удаление ее меша поможет решить эту проблему.

Настройка освещения

1) Подсветка с BP LightPanel

Прежде всего, изменим метод экспозиции на ручной (Manual) в настройках проекта (Project Settings) и в PostProcessVolume.

Есть две световые карты (BP_LightPanel 1/2), c помощью которых мы можем создать базовое освещение/отражение для автомобиля. Также они отвечают за освещение окружения общей сцены.

Избегайте высоких значений Intensity, так как световые карты фактически связаны со Skylight. Это может привести к чрезмерному освещению сцены.

Встройте HDR Map к цвету световых карт, чтобы получить более точный цвет и отражения на покрытии автомобиля и лобовом стекле.

Уменьшите интенсивность света и измените цветовую температуру, отрегулировав параметры Intensity и Kelvin в BP_LightPanel. Тусклая подсветка, представленная на изображении, подходит под настроение, которое мы задаем сцене и обеспечивает ровное отражение на покрытии и окнах автомобиля.

2) Добавьте свои источники освещения

Расположите пару источников света для подсветки темных участков по мере необходимости. Используйте RectLight как ключевой источник освещения для больших поверхностей; SpotLight — для подсветки частей автомобиля, которые могут быть скрыты в темноте; и, наконец, PointLight — для подчеркивания формы автомобиля. Эти три типа освещения в сочетании с основными источниками света помогают с прямой подсветкой и обеспечивают рассеянное освещение и базовые отражения.

Всегда помните, что освещение должно выглядеть максимально “чистым”, это важно. Убедитесь, что во всех дополнительных источниках света в параметре Mobility выставлено Movable: так вы сможете расставить их вокруг автомобиля, чтобы добиться нужного освещения и отражений, прежде чем добавлять новые. Такой метод поможет вам настроить расположение, ориентацию и радиус каждого источника света, чтобы сразу добиться желаемого результата.

Rect Light генерирует более правильное освещение с точки зрения физики на некоторых участках. За счет этого получаются отличные эффекты отражения на поверхности автомобиля. Rect Light хорошо справляется со своей задачей как на изогнутых, так и на угловатых кузовах.

Рассеивание/отражение (diffuse/specular) Rect Light сильно влияет на конечный результат. Убедитесь, что вы не переборщили с размещением большого количества таких источников освещения. В противном случае свет от них может сливаться, что скажется на отражении поверхности автомобиля. Лучше просто настраивать размер, положение или ориентацию Rect Light до тех пор, пока вас не устроит результат. Иногда блики на поверхности выглядят не самым лучшим образом, но это часто зависит от угла обзора.

Есть пара способов, как улучшить отражение:

• В данном примере я этого не делал, но можно вставить бело-черную ramp-текстуру, чтобы смягчить края освещения, отраженного на поверхности.
• Сократить параметр Specular или вовсе выставить значение на 0, если отражение выглядит слишком ярко или некрасиво.

Point Light помогут с освещением сложных конструкций модели, например, фар. Они также используются для создания бликов в определенных местах. Например, здесь Point Light выставлен спереди автомобиля для подсветки темной стороны логотипа.

Spot Light помогает заполнить затемненные участки, такие как воздухозаборник и колеса, или подчеркнуть контур автомобиля. Кроме того, Spot Light придает автомобилю очень эффектную тень с большого расстояния. При уменьшении радиуса луча Spot Light, получается гармоничное сочетание с уже существующими источниками за счет мягких границ освещенной поверхности.

На заключительном этапе добавьте два Rect Light с обеих сторон автомобиля, как на схеме ниже. Они заполнят темные области на боковых частях и обеспечат приятное отражение по всей поверхности.

Освещение интерьера

Проверка на проникновение света снаружи

Убедитесь, что наружное освещение минимально влияет на интерьер, особенно в зоне консоли. В частности, сиденья лучше освещать источниками изнутри.

Отключите BP LightPanel, чтобы оценить, влияет ли наружное освещение на интерьер. Если да, то снизьте его параметры, или отключите связи с источниками света с помощью Light Channel.

Подсветка окружения

Так как теперь мы работаем с небольшим пространством, нам не нужен Skylight. Вместо него нам потребуется более детальное освещение с высокой контрастностью и  подключение теней Skylight с трассировкой лучей, которые станут хорошей основой для освещения интерьера. 

Дополнительное освещение

Добавьте несколько Rect Light на лобовое стекло, потолок и боковые окна для внутреннего освещения, а затем измените их размер и угол подсветки на свое усмотрение. Вы можете уменьшать или убирать отражения, отбрасываемые определенным источником света, набрав “Specular” в строке Details на панели Rect Lights.

Можно добавить источники Point Light и Spot Light для выделения конкретных участков, таких как руль, консоль и сиденья.

Light Channel

В отличие от экстерьера, автомобильный интерьер более комплексный и его зона сильно ограничена, поэтому пользователи могут столкнуться с проблемами чрезмерного или нежелательного освещения. Light Channel — эффективный способ добавить или убрать связи источников света для конкретных объектов.

Ambient occlusion с трассировкой лучей — огромное преимущество, которое обеспечивает мягкие тени, подчеркивая глубину и контраст интерьера, увеличивая размер выборки на пиксель для уменьшения шума. Чтобы достичь такого эффекта отрегулируйте параметр Radius во вкладке Ambient Occlusion на панелях PostProcessVolume и CineCamera.

Global Illumination

Мы не используем глобальное освещение, чтобы не нарушать баланс света и тени. В противном случае интерьер автомобиля будет плоским и пересвеченным. В некоторых случаях трассировка лучей глобального освещения в рендеринге интерьера может даже привести к просачиванию света.

Постэффекты и финальный рендеринг

Напоследок, выделите все источники Rect Light, наберите “Sample” и выставите значение для рендеринга на High Quality, то же самое можно сделать с Post Process Volume для отражений и Ambient Occlusion. В любом случае, это серьезно повлияет на производительность, поэтому рекомендуется тщательная настройка в соответствии с размером и общей сложностью сцены.

Чтобы вывести изображение, сделайте захват экрана с помощью High Resolution Screenshot, выставив процентное значение экрана от 150 или выше. Для лучшего сглаживания и шумоподавления рекомендуется настроить визуализацию в Movie Render Queue.

Заключение

Все вышеперечисленные действия помогут в создании высококачественного студийного рендеринга как для интерьеров, так и для экстерьеров автомобилей с использованием real-time технологий Unreal.

Как видите, используя возможности трассировки лучей в режиме реального времени, пользователи могут настраивать световые карты блупринтов в качестве основы для подсветки и отражений, а также использовать дополнительные источники света в сцене шаблона, чтобы получить привлекательный, интуитивно понятный рендеринг. В конечном итоге, создание оффлайн-рендера сэкономит вам время. Напоследок отмечу, что на все это не нужно никаких внешних ресурсов. Все, что нужно сделать — загрузить Unreal Engine и попробовать уже сегодня!

Оригинальный материал на unrealengine.com