Auto Exposure in Unreal Engine: Leitfaden für Innenraumszenen

Die offizielle Unreal-Engine-Dokumentation erläutert, wie sich Einstellungen für Auto Exposure und Local Exposure auf die Helligkeit einer Szene auswirken. Dieser Leitfaden fasst Schritte zusammen, mit denen sich das Belichtungsverhalten besonders in Innenraumvisualisierungen mit hellen Außenbereichen vor den Fenstern steuern lässt. Die Dokumentation gibt nicht an, für welche Unreal-Engine-Version die allgemeinen Einstellungen gelten. Deshalb sollten Menünamen und Funktionen in der jeweils verwendeten Version überprüft werden.

1. Die passende Belichtungsmethode für die Szene auswählen

Fügen Sie zunächst ein Post Process Volume zum Level hinzu: Platzieren Sie das Volume über das Panel Place Actors und bearbeiten Sie seine Eigenschaften im Panel Details. Soll das Volume die gesamte Szene beeinflussen, aktivieren Sie Infinite Extent (Unbound). Ist die Option deaktiviert, gelten die Einstellungen nur innerhalb der Grenzen des Volumes.

Überlappen sich die Grenzen mehrerer Volumes, legt Priority fest, welches Volume Vorrang hat. Ein Volume mit höherer Priorität überschreibt die Einstellungen von Volumes mit niedrigerer Priorität. Für Volumes mit gleicher Priorität ist die Reihenfolge in der Dokumentation nicht festgelegt. Blend Radius bestimmt den Übergangsbereich, Blend Weight die Stärke des Einflusses: 1 steht für volle Wirkung, 0 für keine Wirkung.

Die Belichtungsmethode finden Sie in der Kategorie Exposure des Post Process Volume. Die drei Optionen eignen sich für unterschiedliche Anforderungen:

Die Modi Basic und Histogram berechnen die logarithmische Helligkeit der Szene auf unterschiedliche Weise. Beide behandeln die ermittelte durchschnittliche Helligkeit als Mittelgrau und hellen das Bild entsprechend auf oder dunkeln es ab. Ist Auto Exposure aktiviert, kann sich daher die Gesamthelligkeit der Szene ändern, sobald ein helles Fenster ins Bild kommt. Wer eine gleichbleibende Darstellung anstrebt, kann den Modus Manual verwenden; der passende feste Wert muss jedoch für die jeweilige Szene bestimmt werden.

2. Übergänge zwischen Innen- und Außenbereich ausbalancieren

In Szenen, in denen ein heller Himmel durch ein Fenster neben einem schattigen Innenraum zu sehen ist, reicht eine einzige globale Belichtung womöglich nicht aus, um Details zu erhalten. Local Exposure ergänzt die globale Belichtung um lokale Anpassungen und versucht so, Details in hellen Bereichen und Schatten zu bewahren. Epic beschreibt die Funktion als besonders nützlich für Szenen mit hohem Dynamikumfang und dynamischer Beleuchtung.

1. Wählen Sie das Post Process Volume aus und öffnen Sie im Panel Details die Kategorie Lens > Local Exposure.

2. Stellen Sie Local Exposure ein, während Sie die hellen und dunklen Bereiche der Szene gemeinsam betrachten. Da die Dokumentation keinen bestimmten Zahlenwert empfiehlt, sollten Sie keinen universell passenden Wert voraussetzen.

3. Um das Ergebnis zu prüfen, aktivieren Sie im Level Viewport über Show > Visualization den Visualisierungsmodus für Local Exposure. So können Sie sehen, wie der Effekt auf die Szene angewendet wird.

4. Wenn im Projekt Lumen Global Illumination verwendet wird, überspringen Sie die Einrichtung von Local Exposure nicht: Die offizielle Dokumentation empfiehlt, die Funktion in diesem Fall einzustellen.

Local Exposure kann dazu beitragen, Bereiche mit unterschiedlichen Lichtverhältnissen in einem Bild ausgewogener darzustellen. Die Funktion sollte jedoch nicht als automatische Korrektur verstanden werden, die Beleuchtungs- und Belichtungsentscheidungen ersetzt. Bewerten Sie das finale Bild zusammen mit dem Visualisierungsmodus.

3. Geschwindigkeit und Messung der Belichtungsübergänge einstellen

Bei aktiviertem Auto Exposure legen Speed Up und Speed Down fest, wie schnell sich die aktuelle Belichtung dem Zielwert annähert. Die Dokumentation gibt die Werte in Blendenstufen pro Sekunde (f-stop/s) an. Um die Anpassung des Auges beim Wechsel von einem dunklen in einen hellen Bereich nachzuahmen, wird ein höherer Speed-Up-Wert empfohlen. Beim Wechsel von einem hellen in einen dunklen Bereich sollte Speed Down hingegen niedriger angesetzt werden. Das sind Empfehlungen zur Einstellungsrichtung, keine festen Zahlenwerte für bestimmte Szenen.

Flackert die Belichtung bei kleinen Helligkeitsschwankungen oder wirkt der Übergang von dunkel zu hell zu abrupt, testen Sie die Geschwindigkeiten zusammen mit Kamerafahrten. Die Dokumentation erklärt, dass sich die Belichtung mit einer Geschwindigkeit in f-stops pro Sekunde dem Zielwert nähert und die Bewegung lineare sowie exponentielle Phasen umfasst. Die Kombination linearer und exponentieller Bewegung hilft, Flackern durch kleine Helligkeitsänderungen zu reduzieren und sanftere Übergänge zu erzeugen.

Wenn die automatische Messung zu stark von hellen Objekten am Bildrand beeinflusst wird, lässt sich eine Exposure Metering Mask verwenden. Diese Textur weist unterschiedlichen Pixeln auf dem Bildschirm bei der Messung unterschiedliche Gewichtungen zu. Eine stärkere Gewichtung der Pixel in der Bildmitte kann die Wahrscheinlichkeit verringern, dass helle Objekte am Rand die Belichtung abrupt verändern. Die Maske funktioniert mit den Modi Histogram und Basic.

Der Standardabstand, ab dem die Belichtungsanpassung auf dem Weg zum Zielwert von einer linearen in eine exponentielle Bewegung übergeht, beträgt 1,5 f-stops. Laut Dokumentation lässt sich dieser Übergangsabstand über einen Konsolenbefehl einstellen:

r.EyeAdaptation.ExponentialTransitionDistance

Prüfen Sie vor einer Änderung des Befehlswerts die verwendete Engine-Version und das Übergangsverhalten in der Szene. Die Dokumentation empfiehlt keinen bestimmten abweichenden Wert.

4. Physische Kamera und Projekteinstellungen überprüfen

Manual Exposure verwendet einen festen Belichtungswert, der nicht von der Szenenhelligkeit beeinflusst wird. Ist in den Post-Process-Einstellungen die physische Kamerabelichtung aktiviert, fließen Aperture, Shutter Speed und ISO in die Belichtungsberechnung ein. Laut Dokumentation wird der EV100-Wert in diesem Fall anhand dieser Kameraeigenschaften berechnet. Wenn Sie die Belichtung über die Kamera steuern möchten, berücksichtigen Sie diese Eigenschaften zusammen mit der Szene. Manual verhält sich nicht wie eine automatische Belichtung.

Bei physikalisch korrekten Lichtbereichen ist der standardmäßige Helligkeitsbereich für Auto Exposure möglicherweise nicht geeignet. Laut Dokumentation lässt sich unter Project Settings > Rendering > Default Settings die Option Extend default luminance range in Auto Exposure settings aktivieren. Dadurch werden neben Min Brightness und Max Brightness im Post Process Volume auch die Bezeichnungen Histogram Log Min und Histogram Log Max so geändert, dass sie EV100 widerspiegeln.

Auch wenn keine Belichtungseinstellung vorgenommen wurde, wendet Unreal Engine standardmäßige Post-Process-Werte an. Um das Verhalten von Auto Exposure oder Bloom bereits beim Einrichten der Szene zu stabilisieren, können Sie die Standardoptionen für Post Processing im selben Bereich der Projekteinstellungen überprüfen.

Häufige Fehler

• Wenn Sie nur die Grenzen des Volumes anpassen und nicht prüfen, ob Infinite Extent (Unbound) aktiviert ist, wirken sich die Einstellungen möglicherweise nicht auf die gesamte Szene aus.

• Werden bei überlappenden Volumes die Prioritäten nicht berücksichtigt, kann das zu unerwarteten Änderungen der Darstellung führen. Beachten Sie, dass die Reihenfolge bei gleicher Priorität nicht festgelegt ist.

• Wenn ein heller Bereich außerhalb des Fensters die Belichtung des gesamten Bildes verändert, lässt sich die Ursache schwerer erkennen, wenn Sie Local Exposure nicht mit der Visualisierung prüfen.

• Es ist nicht sinnvoll, universelle Belichtungs- oder Geschwindigkeitswerte, die in der Dokumentation nicht genannt werden, auf jeden Innenraum anzuwenden. Prüfen Sie das Ergebnis zusammen mit der Beleuchtung der Szene und der Kamerabewegung.

• Verlassen Sie sich in älteren Workflows nicht auf den Befehl r.EyeAdaptation.Focus. Die offizielle Dokumentation weist darauf hin, dass er ab Unreal Engine 4.25 entfernt wurde. Eine ähnliche Gewichtung bei der Messung lässt sich mit Exposure Metering Mask erreichen.