Architektur-Rendering mit Unreal Engine Path Tracer: Schritt-für-Schritt-Anleitung

Was erfahren Sie in dieser Anleitung?

Path Tracer in Unreal Engine ist ein progressiver Rendering-Modus, der anhand der Geometrie und Materialien der Szene physikalisch basierte Beleuchtung, Reflexionen und Brechungen berechnet. Wenn statt der Echtzeitdarstellung Offline-Rendering gefragt ist, lassen sich mit der Movie Render Queue (MRQ) hochwertige Einzelbilder oder Animationen erstellen. Laut der Dokumentation von Epic Games ist Path Tracer in Sequencer und MRQ integriert. MRQ kann außerdem Renderaufträge in eine Warteschlange stellen und Einstellungen wiederverwendbar machen.

In dieser Anleitung prüfen Sie die erforderlichen Projekt- und Hardwarebedingungen, aktivieren Path Tracer im Viewport und bereiten eine Level Sequence über MRQ für das Rendering vor. Die tatsächliche Renderzeit hängt von der Komplexität der Szene, den Materialien und den gewählten Sampling-Einstellungen ab. Ziel ist daher nicht, eine einzige „beste“ Einstellung vorzugeben, sondern das Verhältnis zwischen Qualität und Zeit gezielt auszubalancieren.

Voraussetzungen

Für Path Tracer muss Hardware-Raytracing in den Projekteinstellungen aktiviert sein. Als Systemvoraussetzungen nennt Epic Windows 10, Version 1809 oder höher, sowie eine NVIDIA-RTX-Grafikkarte oder eine Grafikkarte der GTX-Serie mit aktiviertem DXR-Treiber. Als Standard-RHI für Windows muss im Projekt DirectX 12 ausgewählt sein; außerdem müssen Hardware Ray Tracing und Path Tracing aktiviert werden. Beim Aktivieren von Hardware-Raytracing kann auch die Option Support Compute Skin Cache erforderlich sein. Diese Funktion wird für die Unterstützung von Raytracing und Path Tracer benötigt. Starten Sie den Editor nach den Änderungen neu.

Für die Ausgabe benötigen Sie ein Projekt und eine Level Sequence, die gerendert werden soll. Um das Movie-Render-Queue-Plug-in zu aktivieren, öffnen Sie über das Menü Edit > Plugins den Bereich Rendering, suchen Movie Render Queue und starten den Editor nach der Aktivierung neu. Für Projekte, die noch keine geeignete Sequenz enthalten, nennt die Epic-Dokumentation die Sequenz Main_Seq aus der Meerkat Demo als Beispiel.

Mit den Ausgabe-Einstellungen von MRQ legen Sie Ordner, Dateinamen, Bildauflösung und Start- sowie End-Frame des Renderbereichs fest. Die Leistungsfähigkeit der Grafikkarte, die Szenengröße und die angestrebte Bildgröße können den passenden Workflow beeinflussen. Die Dokumentation gibt weder eine allgemeingültige Renderzeit noch feste Einstellungen vor, die für alle Projekte gelten.

Schritt-für-Schritt-Workflow für Path Tracer und MRQ

1. Prüfen Sie die Projektvoraussetzungen. Kontrollieren Sie das Windows-Zielsystem, DirectX 12 und die Hardware-Raytracing-Einstellungen. Überprüfen Sie, ob Hardware Ray Tracing, Path Tracing und Support Compute Skin Cache aktiviert sind, und starten Sie den Editor nach erforderlichen Änderungen neu.

2. Bereiten Sie Szene und Sequenz vor. Legen Sie neben dem zu rendernden Level auch eine Level Sequence fest. In den Auftragsdetails können Sie in MRQ auswählen, welches Level verwendet werden soll. Daher muss beim Start des Renderings nicht dasselbe Level geöffnet sein; das Tool kann das angegebene Level selbst öffnen.

3. Testen Sie Path Tracer im Viewport. Wählen Sie im Menü View Modes des Level Viewport die Option Path Tracing. Das Bild wird nach und nach klarer, während bei unbewegter Kamera Samples gesammelt werden. Vorgänge wie Kamerabewegungen, Materialänderungen oder das Hinzufügen von Objekten zur Szene können bereits gesammelte Samples ungültig machen. Geben Sie dem Bild bei der Beurteilung daher Zeit, sich erneut aufzubauen.

4. Öffnen Sie die Movie Render Queue. Wählen Sie im Hauptmenü Window > Cinematics > Movie Render Queue. Alternativ können Sie MRQ über die Optionen neben der Schaltfläche Render Movie in Sequencer öffnen. Ist das Plug-in nicht aktiviert, schließen Sie zunächst den oben beschriebenen Einrichtungsschritt ab.

5. Fügen Sie die Sequenz zur Warteschlange hinzu. Wählen Sie in MRQ über die Schaltfläche + Render eine Level Sequence aus. Sie können die Sequenz auch aus dem Content Browser in den Bereich mit der Auftragsliste ziehen. Sobald ein Auftrag ausgewählt ist, lassen sich im Bereich Settings die Rendering-Optionen und das Ausgabeformat sowie im Bereich Output der Zielordner überprüfen.

6. Wählen Sie Path Tracer und die Sampling-Einstellungen. Das Path-Tracer-Modul bietet Optionen für diese Rendering-Methode. Im Anti-Aliasing-Modul bestimmt Spatial Sample Count die Anzahl der Samples pro Pixel; Temporal Sample Count legt die Samples aus verschiedenen Zeitpunkten fest. Eine höhere Anzahl räumlicher Samples kann das Rauschen in jedem Durchgang reduzieren, verlängert jedoch die Renderzeit pro Frame. Epic empfiehlt in der Anleitung für Standbilder eine zeitliche Sample-Anzahl von 1 und räumliches Sampling. Für Animationen empfiehlt Epic bei aktiviertem Reference Motion Blur ein räumliches Sample und eine höhere Anzahl zeitlicher Samples. Prüfen Sie diese Empfehlung anhand der Bewegung in der Szene und mithilfe von Test-Renderings.

7. Legen Sie Ausgabebereich und Ziel fest. Stellen Sie im Output-Modul Ordner, Dateinamen, Auflösung sowie Start- und End-Frame ein. Starten Sie das Rendering lokal, nachdem Sie die Einstellungen überprüft haben. Sind mehrere Aufträge in der Warteschlange, prüfen Sie für jeden Auftrag noch einmal Sequenz, Level und Ausgabeort.

Mit Render (Local) führt MRQ den Vorgang im selben Prozess wie Unreal Engine aus. Render (Remote) startet dagegen einen separaten Prozess und setzt voraus, dass Änderungen am Projekt zuvor gespeichert wurden. Diese Option kann für Remote-Renderfarmen verwendet werden, ist aber kein fertiger Cloud-Dienst. Teams müssen ihren eigenen Workflow einrichten.

Häufige Fehler und Qualitätskontrolle

Nicht warten, bis sich die Samples nach Änderungen an der Szene aufgebaut haben: Änderungen an Kamera oder Material können bereits gesammelte Samples ungültig machen. Warten Sie mit der Beurteilung des endgültigen Bildes, bis die Szene stabil bleibt und die Samples fortschreiten.

Die Sample-Anzahl für jeden Auftrag erhöhen: Ein höherer Spatial Sample Count kann das Rauschen reduzieren, verlängert aber auch die Renderzeit. Erstellen Sie zunächst ein kurzes Test-Rendering und ermitteln Sie die niedrigste Einstellung, die die gewünschte Qualität erreicht.

Den Lichtbeitrag emissiver Materialien übersehen: Wird eine leuchtende Geometrie zugleich durch ein Point Light oder Spot Light dargestellt, kann die Beleuchtung doppelt gezählt werden. Prüfen Sie die Option Emissive Materials im Post Process Volume gemeinsam mit den tatsächlichen Lichtquellen in der Szene.

Path-Tracer-Einstellungen mit MRQ-Einstellungen verwechseln: Im Post Process Volume lassen sich Path-Tracer-Eigenschaften wie maximale Lichtbounces und Sampling anpassen. MRQ verwaltet dagegen Produktionsschritte wie Ausgabe und Auftragswarteschlange. Wenn Sie Rauschen, Lichtverhalten und Ausgabeformat getrennt untersuchen, lässt sich die Fehlersuche vereinfachen.

Den Ausgabeort nicht prüfen: Der Output-Pfad jedes Auftrags verweist auf den Ordner, in den die Renderdateien geschrieben werden. Kontrollieren Sie für jeden Auftrag Ordner und Frame-Bereich, bevor Sie die Warteschlange starten. Das High-Resolution-Modul kann Frames in einzelnen Kacheln rendern. Bei diesem Workflow zeigt die Vorschau möglicherweise nur die Kachel unten rechts an.

Auswirkungen auf Workflows in Architektur, Innenarchitektur und Archviz

Path Tracer kann für Visualisierungsteams interessant sein, die Reflexionen und Brechungen von Materialien sowie globale Beleuchtung physikalisch fundierter beurteilen möchten. Besonders in Innenräumen können längere Lichtwege die Renderzeit erhöhen. Außenszenen lassen sich unter Umständen schneller rendern, weil Strahlen die Szene mit weniger Bounces verlassen können. Deshalb ist es bei Innenraumvisualisierungen wichtig, Sampling und Wartezeit einzuplanen.

Für Architekturbüros und Studierende helfen die Warteschlange und wiederverwendbaren Einstellungen von MRQ dabei, mehrere Sequenzen oder Ausgaben zu organisieren. Der Workflow hängt jedoch von einer Grafikkarte mit Raytracing-Unterstützung, korrekten Projekteinstellungen und der Komplexität der Szene ab. Prüfen Sie vor der Anwendung die Hardwarekompatibilität und Projektvoraussetzungen. Messen Sie bei hochauflösenden oder animierten Abgaben die Renderzeit mit kleinen Test-Renderings.

Nächste Schritte

Erstellen Sie zunächst ein Test-Rendering mit einem Frame und prüfen Sie Materialien, Beleuchtung, Rauschen und Ausgabeort. Ist das Ergebnis geeignet, übernehmen Sie denselben Einstellungsansatz für den Rest der Sequenz. Bewerten Sie bei Animationen das zeitliche Sampling abhängig von der Bewegungsunschärfe. Bei Standbildern testen Sie den Kompromiss zwischen Renderzeit und Rauschen. Wenn Sie Einstellungen ändern, lässt sich die Ursache einer Veränderung leichter nachvollziehen, wenn Sie jeweils nur einen Parameter anpassen.

Quelle und Lizenz

Diese Anleitung wurde auf Türkisch anhand der Dokumentation von Epic Games zu Unreal Engine Movie Render Pipeline und Path Tracer erstellt und an den Workflow der Architekturvisualisierung angepasst. Die Quellseiten wurden als lizenz=serbest bereitgestellt; eine in den Quellen nicht angegebene freie Lizenz wird hier nicht vorausgesetzt.