Lumen und Hardware-Raytracing in Unreal Engine für Archviz einrichten

Was Sie in diesem Leitfaden erfahren

Lumen ist das dynamische System für globale Beleuchtung und Reflexionen in Unreal Engine. In Architekturvisualisierungen lässt sich damit untersuchen, wie indirektes Licht zwischen Oberflächen reflektiert wird, wie Farbübertragungen entstehen und wie sich Reflexionen verhalten. In diesem Leitfaden gehen wir Schritt für Schritt die Projekteinstellungen für Lumen, die für Software-Raytracing erforderliche Option Mesh Distance Fields und die Konfiguration von Hardware-Raytracing durch.

Bei Innenraumvisualisierungen werden Tageslicht, glänzende Oberflächen und Schatten künstlicher Lichtquellen gemeinsam betrachtet. Die Einstellungen für diese Funktionen können sich auf die Bildqualität und den Performance-Aufwand auswirken. Das Ziel ist daher nicht, jede Option auf den höchsten Wert zu setzen, sondern das benötigte Erscheinungsbild in der jeweiligen Szene zu testen.

Voraussetzungen und Vorbereitung

Die Quelldokumente nennen weder eine bestimmte Unreal-Engine-Version noch ein Grafikkartenmodell oder Anforderungen an die Berechnung. Für Hardware-Raytracing werden eine kompatible Grafikkarte, RHI und ein kompatibles Betriebssystem benötigt. Beim Aktivieren der Funktion kann Unreal Engine empfehlen, Support Compute Skin Cache einzuschalten; für Hardware-Raytracing muss diese Option aktiviert sein.

In neu erstellten Projekten ist Lumen laut Angaben standardmäßig für globale Beleuchtung und Reflexionen aktiviert. In Projekten, die von Unreal Engine 4 auf Unreal Engine 5 umgestellt wurden, wird Lumen dagegen nicht automatisch eingeschaltet. So soll verhindert werden, dass sich die bestehende Beleuchtung der Projekte automatisch ändert.

Für Software-Raytracing mit Lumen wird Generate Mesh Distance Fields benötigt. Das Aktivieren dieser Option erfordert einen Neustart der Engine. Das Erzeugen von Mesh Distance Fields kann die Kompilierzeit statischer Meshes, den Speicherbedarf und die Dateigröße erhöhen. Prüfen Sie vor Änderungen auch die bestehende Beleuchtungsstruktur des Projekts: Bei aktiviertem Lumen werden vorab berechnete Beiträge statischer Beleuchtung deaktiviert und Lightmaps ausgeblendet.

Lumen und Reflexionen aktivieren

1. Öffnen Sie im Bereich Rendering der Project Settings die Kategorien Dynamic Global Illumination und Reflections. Die Methoden in diesen Kategorien werden unabhängig voneinander eingestellt.

2. Wählen Sie für Dynamic Global Illumination Lumen und für Reflection Method ebenfalls Lumen. Wenn Sie nur eine der beiden Einstellungen ändern, wird die andere nicht automatisch auf Lumen umgestellt.

3. Aktivieren Sie Generate Mesh Distance Fields, wenn Sie Software-Raytracing verwenden möchten. Starten Sie die Engine anschließend neu.

4. Untersuchen Sie das indirekte Licht und die Reflexionen in Ihrer Szene. Lumen kann dafür sorgen, dass reflektiertes Licht die Farbe der Oberfläche annimmt und auf nahe gelegene Oberflächen überträgt. Dieser Effekt ist als Farbübertragung sichtbar.

Die Himmelsbeleuchtung wird während des Final Gather von Lumen berechnet. Laut Quelldokument umfasst dieser Prozess auch Himmelsschatten; dadurch können Innenräume dunkler bleiben als Außenbereiche. Beobachten Sie beim Vergleich der Beleuchtung das Verhältnis zwischen Innen- und Außenbereichen, die Farbübertragung und die Reflexionen gemeinsam.

Lumen unterstützt gerichtete, Himmels-, Punkt-, Spot- und Rechtecklichter. Auf Static eingestellte Lichter werden nicht unterstützt, da Beiträge statischer Beleuchtung in Lightmaps gespeichert werden und bei aktiviertem Lumen deaktiviert sind. Prüfen Sie daher die Mobilitätseinstellungen der vorhandenen Lichter und ob das Projekt auf vorab berechnete Beleuchtung angewiesen ist.

Hardware-Raytracing konfigurieren

1. Aktivieren Sie unter Project Settings > Engine > Rendering > Hardware Ray Tracing die Option Support Hardware Ray Tracing. Schalten Sie bei Bedarf auch Support Compute Skin Cache ein.

2. Prüfen Sie in den Lumen-Einstellungen die Option Use Hardware Ray Tracing when available. Wenn Hardware, RHI oder Betriebssystem nicht unterstützt werden, greift Lumen auf Software-Raytracing zurück.

3. Damit Lumen Hardware-Raytracing verwendet, stellen Sie auch Ray Lighting Mode auf Hit Lighting for Reflections. Surface Cache nutzt für Reflexionen die von Lumen erstellten Karten mit Beleuchtungsinformationen und ist auf Performance ausgelegt. Hit Lighting for Reflections berechnet das Licht dagegen am Auftreffpunkt des Strahls und kann eine höhere Reflexionsqualität liefern; im Gegenzug steigt der GPU-Aufwand deutlich.

4. Prüfen Sie die Lumen-Optionen im Post Process Volume für Ihre Szene. Einstellungen wie Lumen Scene Lighting Quality, Final Gather Quality und Reflection Quality können die Qualität verbessern, aber auch den GPU-Aufwand erhöhen.

Hardware-Raytracing arbeitet bei unterstützten Funktionen mit herkömmlichen Rastertechniken zusammen. Epic Games warnt, dass Lumen mit Hardware-Raytracing in Szenen mit mehr als 100.000 Instanzen erhebliche Kosten für Szenenaktualisierungen verursachen kann. Wählen Sie die Einstellungen in großen Szenen daher nicht allein anhand der gewünschten Qualität aus, sondern vergleichen Sie das Ergebnis mit der vorgesehenen Kamera und den konkreten Inhalten.

Häufige Fehler und Auswirkungen auf den Archviz-Workflow

Die Aktivierung von Hardware-Raytracing bedeutet nicht, dass automatisch alle Lumen-Einstellungen auf die höchste Qualität gesetzt werden. Damit Lumen Hardware-Raytracing verwendet, müssen sowohl Use Hardware Ray Tracing when available als auch der Modus Hit Lighting for Reflections unter Ray Lighting Mode eingestellt sein. Wenn die Kompatibilitätsvoraussetzungen nicht erfüllt sind, kann das System auf Software-Raytracing zurückgreifen.

Auch das Aktivieren von Mesh Distance Fields für Software-Raytracing ohne anschließenden Neustart der Engine kann zu Problemen führen. Berücksichtigen Sie außerdem die Auswirkungen dieser Felder auf Kompilierzeit, Speicher und Festplattenspeicher sowie die Tatsache, dass bei aktiviertem Lumen Beiträge statischer Beleuchtung deaktiviert werden. Beachten Sie auch, dass Lumen in Projekten, die von Unreal Engine 4 auf Unreal Engine 5 umgestellt wurden, nicht automatisch aktiviert wird.

Architekten, Innenarchitekten und Archviz-Künstler können Lumen verwenden, um indirektes Licht, Farbübertragung und Reflexionsverhalten in Echtzeit zu prüfen. Hardware-Raytracing erfordert jedoch eine kompatible Grafikkarte, RHI und ein kompatibles Betriebssystem; Optionen wie Hit Lighting for Reflections können den GPU-Aufwand erhöhen. Prüfen Sie deshalb die Kompatibilität auf den Zielsystemen und vergleichen Sie Qualität und Performance in Ihrer Szene, bevor Sie Projekteinstellungen im Team weitergeben.

Nächste Schritte

Bewerten Sie zunächst das Erscheinungsbild der Szene mit den für das Projekt geltenden Lumen-Einstellungen. Aktivieren Sie anschließend bei Bedarf Hardware-Raytracing und stellen Sie die erforderlichen Optionen gemeinsam ein. Untersuchen Sie dabei auch die Auswirkungen des Reflexionsmodus. Wenn Sie Qualitätseinstellungen ändern, lässt sich der Unterschied im Bild leichter nachvollziehen, wenn Sie jeweils nur eine Option testen.

Achten Sie beim Vergleich besonders auf die Himmelsbeleuchtung in Innenräumen, reflektierende Oberflächen, Lichttypen und die Mobilitätseinstellungen der Lichter. Beziehen Sie in großen Szenen auch die Anzahl der Instanzen in die Bewertung ein. So können Sie kontrollierter beobachten, wie sich die Qualitätssteigerung auf den GPU-Aufwand und die bestehende Beleuchtungsstruktur des Projekts auswirkt.

Quelle und Lizenz

Dieser Inhalt wurde anhand der Dokumente „Lumen Global Illumination and Reflections“ und „Hardware Ray Tracing in Unreal Engine“ von Epic Games ins Türkische übertragen und angepasst. Beide Quellen werden unter einer freien Lizenz bereitgestellt.