Kurz gesagt
- Virtual Shadow Maps nutzen eine virtuelle Auflösung von 16K × 16K und teilen Schattenkarten in Seiten mit 128 × 128 Pixeln auf.
- Das System wurde für den Einsatz mit Nanite entwickelt und ist für Projekte ohne Nanite möglicherweise nicht geeignet.
- Im Epic-Qualitätsskalierer für Schatten verwenden lokale und gerichtete Lichter bei SMRT standardmäßig acht Strahlen.
- Die Begrenzung des Attenuation Radius von Point-, Spot- und Rect-Lichtern kann die Performance verbessern, indem sie die Zahl der zu beschattenden Objekte reduziert.
Um Schatten in Architekturszenen in Unreal Engine 5 zu verbessern, müssen neben der Lichtqualität auch die Performance der Szene und die verwendete Geometrie berücksichtigt werden. In der offiziellen Dokumentation beschreibt Epic Virtual Shadow Maps (VSM) als hochauflösende Methode, die mit Nanite zusammenarbeitet. Dieser Leitfaden behandelt die wichtigsten Schritte – von den Projekteinstellungen über die Steuerung weicher Schatten bis hin zur Begrenzung der Kosten von Lichtern.
1. Wählen Sie eine Schattenmethode, die zum Projekt passt
Prüfen Sie zunächst, ob das Projekt Nanite verwendet. VSM wurde für die Arbeit mit der virtualisierten Geometrie von Nanite entwickelt. Epic weist darauf hin, dass VSM möglicherweise keine geeignete Option ist, wenn Nanite auf der Zielplattform oder im Projekt nicht zum Einsatz kommt. In Projekten mit Nanite wird die Kombination aus herkömmlichen Schattenkarten und Stationary-Lichtern nicht unterstützt. In diesem Fall sollten Movable-Lichter oder VSM verwendet werden.
Die Methode wird im Abschnitt Shadows unter Project Settings › Engine › Rendering ausgewählt. Mit der Einstellung Shadow Map Method lassen sich Virtual Shadow Maps oder herkömmliche Shadow Maps festlegen. Bei Projekten, die vor Unreal Engine 5.0 erstellt wurden, muss VSM möglicherweise zusätzlich aktiviert werden. Dafür kann die Projekteinstellung oder die Variable r.Shadow.Virtual.Enable verwendet werden. In neuen Projekten ist VSM standardmäßig ausgewählt.
VSM erstellen die virtuelle Karte mit einer Auflösung von 16K × 16K und teilen sie in Seiten mit 128 × 128 Pixeln auf. Verarbeitet werden die Seiten, die für die angezeigten Pixel benötigt werden; solange sie nicht ungültig gemacht werden, bleiben sie über mehrere Frames hinweg im Cache. So konzentriert sich das Verfahren auf sichtbare Bereiche, statt die gesamte Karte in jedem Frame neu zu berechnen.
2. Steuern Sie weiche Schatten über die Lichtquelle
Das mit VSM verwendete Shadow Map Ray Tracing (SMRT) erzeugt an Schattenkanten, abhängig von der Lichtquelle, weiche Übergänge und Kontaktschärfung. Bei Point- und Spot-Lichtern beeinflusst Source Radius das Ergebnis, bei Directional-Lichtern Source Angle. Je größer die Lichtquelle, desto weicher die Schatten. Zu hohe Werte können jedoch die Performance beeinträchtigen und zu Bildfehlern führen, wenn sich die Kamera einer Schattenkante nähert.
Laut Epics Dokumentation ist für lokale Lichter zunächst kein Source Radius festgelegt; für Directional-Lichter ist für Source Angle ein niedriger Wert voreingestellt. Die Dokumentation enthält auch ein Beispiel für ein Point Light mit einem Source Radius von 10. Dieser Wert ist als Beispieleinstellung zu verstehen, nicht als Empfehlung für jede Szene.
Auch die SMRT-Qualität lässt sich über die Anzahl der Strahlen und der Samples pro Strahl verändern. Im Epic-Qualitätsskalierer für Schatten verwenden lokale und gerichtete Lichter standardmäßig acht Strahlen. Eine geringere Strahlenzahl kann sichtbares Rauschen verursachen; bei einem Wert von null wird SMRT deaktiviert und auf einen harten Schatten mit einem Sample umgestellt. Für die Anzahl der Samples pro Strahl nennt die Dokumentation Werte zwischen 4 und 8 als geeigneten Bereich.
r.Shadow.Virtual.SMRT.RayCountLocal
r.Shadow.Virtual.SMRT.RayCountDirectional
r.Shadow.Virtual.SMRT.SamplesPerRayLocal
r.Shadow.Virtual.SMRT.SamplesPerRayDirectional| Einstellung | In der Dokumentation angegebener Wert | Auswirkung |
|---|---|---|
| SMRT-Strahlenanzahl | Im Epic-Skalierer standardmäßig 8 | Eine Verringerung kann das Rauschen in weichen Schatten verstärken. |
| Samples pro Strahl | 4–8 | Weniger Samples sind günstiger, begrenzen aber den verfügbaren Bereich für weiche Schatten. |
| SMRT-Strahlenanzahl | 0 | SMRT wird deaktiviert und auf harte Schatten umgestellt. |
3. Begrenzen Sie Wirkungsbereich und Schatten lokaler Lichter
Bei Point-, Spot- und Rect-Lichtern begrenzt Attenuation Radius den Bereich, den das Licht beeinflusst. Epic weist darauf hin, dass dieser Bereich nicht der physikalischen Genauigkeit dient und dass eine Begrenzung bei dynamische Schatten erzeugenden Lichtern für die Performance wichtig ist. Ein kleinerer Radius kann die Zahl der Objekte verringern, die vom Licht beeinflusst und beschattet werden müssen.
Mit der Eigenschaft Cast Shadow lässt sich der Schattenbeitrag jedes Lichts ein- oder ausschalten. Wenn ein Schatten die Szene nicht wesentlich bereichert, das Licht einen großen Bereich abdeckt oder sehr detaillierte Geometrie beeinflusst, kann das Deaktivieren dieser Eigenschaft die Performance verbessern. Prüfen Sie dabei, wie sich die Änderung auf den Bodenkontakt im Bildausschnitt und die räumliche Lesbarkeit der Objekte auswirkt.
Die hohe Auflösung von VSM kann den Bedarf an Contact Shadows für scharfe Kontaktschatten verringern. Epic weist darauf hin, dass diese Funktion weniger präzise sein kann als die von VSM erzeugten Schatten und für den allgemeinen Einsatz nicht empfohlen wird. Sie kann separat geprüft werden, wenn ein spezieller Anwendungsfall vorliegt – etwa günstigere Schatten von Objekten, die nicht in geeignete Schattenkarten aufgenommen werden.
4. Checkliste für Architektur- und Innenraum-Workflows
In Innenraum-Nahaufnahmen können weiche Schatten entscheidend dafür sein, dass Möbel auf dem Boden verankert wirken und Übergänge zwischen Oberflächen stimmen. In Außenbereichen und weitläufigen Szenen sorgt die Clipmap-Struktur gerichteter Lichter für mehr Details in den kameranahen Bereichen. Wenn lokale Lichter sehr große Bereiche ausleuchten, kann eine Auflösungsgrenze erreicht werden. Epic empfiehlt daher, wenn möglich Directional-Lichter zu verwenden.
Schatten statischer oder Stationary-Lichter sind in der Editor-Ansicht nur Vorschauen, bis der Lichtaufbau abgeschlossen ist; sie entsprechen nicht dem endgültigen Ergebnis. Für den Lichtaufbau lässt sich Build › Build All Levels verwenden. Wer die Vorschau-Markierung ausblenden möchte, findet die entsprechende Option unter Show › Visualize › Preview Shadows Indicator im Level Viewport.
Häufige Fehler
VSM in einem Projekt ohne Nanite automatisch als beste Option anzusehen.
Source Radius oder Source Angle unnötig stark zu erhöhen – das kann sich negativ auf Performance und Schattenbild auswirken.
Die Strahlenanzahl zu reduzieren, ohne auf mögliches Rauschen in den Schatten zu achten.
Attenuation Radius und Schattenbeitrag von Lichtern nicht an die Anforderungen der Szene anzupassen.
Vorschauschattierungen von Stationary- oder Static-Lichtern mit dem endgültigen Ergebnis nach dem Lichtaufbau zu verwechseln.
Für diese Einstellungen gibt es keinen universell gültigen Wert: Szenengeometrie, Lichttyp, Kameradistanz und angestrebtes Bild müssen gemeinsam berücksichtigt werden. Wählen Sie zuerst eine geeignete Schattenmethode. Optimieren Sie anschließend Lichtquellengröße und Wirkungsbereich und prüfen Sie das visuelle Ergebnis.
Quellen
2 QuellenQuelltexte werden nicht neu veröffentlicht; kurze Zitate sind gekennzeichnet, der Rest ist eigene Zusammenfassung und Einordnung.
Für Architekturvisualisierungsbüros in der Türkei liegt der praktische Nutzen von VSM darin, dass sich in Szenen mit Nanite detaillierte Geometrie und Schatten gemeinsam verwalten lassen. Die Auswirkungen des Systems auf Hardware oder Projektperformance hängen jedoch von der jeweiligen Szene ab. Ein sinnvoller erster Schritt ist daher, nicht allen Lichtern einen großen Wirkungsbereich zu geben, sondern die tatsächlich Schatten erzeugenden Lichter und die von ihnen abgedeckten Bereiche zu überprüfen.
SMRT-Einstellungen zu senken, ist nicht automatisch die richtige Optimierung: Eine geringe Strahlenzahl kann das Rauschen in Schatten erhöhen. Wenn Sie Änderungen direkt im Bildausschnitt prüfen, lässt sich ein Qualitätsverlust vermeiden – besonders in Innenräumen, in denen weiche Schatten wichtig sind. Denken Sie außerdem daran, dass VSM in älteren Projekten möglicherweise separat aktiviert werden muss und Lichtvorschauen nicht das endgültige Ergebnis zeigen.
Häufige Fragen
Wie werden Virtual Shadow Maps in Unreal Engine 5 aktiviert?
Virtual Shadow Maps lassen sich über die Einstellung Shadow Map Method im Bereich Shadows unter Project Settings › Engine › Rendering auswählen. In Projekten vor Unreal Engine 5.0 kann eine zusätzliche Aktivierung erforderlich sein.
Sollten Virtual Shadow Maps ohne Nanite verwendet werden?
Epic beschreibt VSM als für den Einsatz mit Nanite entwickelt und weist darauf hin, dass das Verfahren für Projekte oder Zielplattformen ohne Nanite möglicherweise nicht geeignet ist.
Wie lässt sich die Qualität weicher Schatten in Unreal Engine einstellen?
Bei lokalen Lichtern beeinflusst Source Radius die Weichheit der Schatten, bei Directional-Lichtern Source Angle. Auch die Anzahl der SMRT-Strahlen und Samples verändert Qualität und Performancekosten.
