Unreal Engine 5 Lumen: Leitfaden zu Innenraumbeleuchtung und Performance

Die offiziellen Lumen-Dokumente von Epic Games für Unreal Engine 5 erklären, wie sich Echtzeit-Beleuchtung und Reflexionen aktivieren und je nach Performance skalieren lassen. Lumen berechnet dynamisch, wie Licht indirekt von Oberflächen reflektiert wird, wie Farbübertragungen entstehen und wie Reflexionen aussehen. Die folgenden Schritte bieten eine dokumentationsbasierte Grundlage, um insbesondere in Innenraumszenen die Beleuchtungsqualität mit der Performance im Arbeitsablauf auszubalancieren.

1. Lumen korrekt im Projekt aktivieren

In neu erstellten Projekten sind globale Beleuchtung und Reflexionen mit Lumen standardmäßig eingeschaltet. In Projekten, die von Unreal Engine 4 auf Unreal Engine 5 migriert wurden, wird die Einstellung hingegen nicht automatisch aktiviert. Prüfen Sie daher zuerst die Projekteinstellungen.

1. Öffnen Sie Project Settings und wechseln Sie unter Rendering zur Kategorie Dynamic Global Illumination.

2. Setzen Sie Dynamic Global Illumination Method auf Lumen.

3. Stellen Sie in der Kategorie Reflections den Wert für Reflection Method auf Lumen. Da sich globale Beleuchtung und Reflexionen getrennt einstellen lassen, sollten Sie beide Optionen prüfen.

4. Wenn Software-Raytracing verwendet wird, stellen Sie sicher, dass Generate Mesh Distance Fields aktiviert ist. Diese Funktion ist für den Software-Raytracing-Modus von Lumen erforderlich. Nach der Aktivierung muss die Engine neu gestartet werden.

Mit aktiviertem Lumen werden zuvor berechnete statische Beleuchtungsbeiträge deaktiviert und Lightmaps ausgeblendet. Lumen ersetzt Distance Field Ambient Occlusion und Screen Space Reflections. Prüfen Sie eine migrierte Szene daher erneut, statt davon auszugehen, dass die bisherige Beleuchtung unverändert funktioniert.

2. Innenraumbeleuchtung und Reflexionen auf die Szene abstimmen

Lumen Global Illumination ermöglicht, dass indirektes Licht die Farben von Oberflächen überträgt und Objekte in der Szene indirekte Schatten werfen. Für diffuses Licht unterstützt das System unbegrenzt viele Reflexionssprünge. Auch die Himmelsbeleuchtung fließt in den Final-Gather-Prozess ein. Dadurch können Innenräume dunkler wirken als Außenbereiche.

1. Nachdem Sie die grundlegende Beleuchtung der Szene eingerichtet haben, prüfen Sie die Kategorien Global Illumination und Reflections im Post Process Volume.

2. Ein höherer Wert für Final Gather Quality kann Rauschen verringern und die Qualität der globalen Beleuchtung verbessern, erhöht aber auch die GPU-Kosten. Beurteilen Sie zunächst das Bild mit dem aktuellen Wert und erhöhen Sie ihn anschließend bei Bedarf.

3. Mit den Optionen Lumen Scene Detail und Lumen Scene View Distance können Sie die Darstellung kleiner Objekte und die Entfernung für die Beleuchtungsberechnung anpassen. Höhere Werte bieten mehr Details oder Reichweite, können aber die Kosten steigern.

4. Bei Reflexionen verbessert die Einstellung Quality die Qualität und reduziert Rauschen, erhöht jedoch die GPU-Auslastung. Auf glänzenden Oberflächen mit geringer Rauheit verwendet Lumen spezielle Reflexionsstrahlen. Wie viele solcher Oberflächen in der Szene vorkommen, wirkt sich auf die Kosten aus.

Laut Dokumentation verwenden Pixel mit einem Rauheitswert unter 0,4 standardmäßig spezielle Reflexionsstrahlen. Dieser Schwellenwert lässt sich mit Max Roughness To Trace ändern. Wird er gesenkt, können weniger Pixel spezielle Strahlen verwenden; im Gegenzug kann sich die Qualität der Reflexionen verändern. Beurteilen Sie die Einstellung anhand der Oberflächen, bei denen sie im Bild tatsächlich gebraucht wird.

3. Qualitätsstufe und Raytracing-Verfahren auswählen

Die Qualitätsstufen von Lumen in Unreal Engine bieten unterschiedliche Kosten je nach angestrebter Performance. Epic nennt für die Stufe Epic 30 fps auf Konsolen und für High 60 fps auf Konsolen der aktuellen Generation als Ziel. Medium ist für Switch 2 und PCs der Mittelklasse vorgesehen, während Low Lumen-Funktionen deaktiviert. Jede niedrigere Qualitätsstufe verursacht ungefähr die Hälfte der Kosten der darüberliegenden Stufe.

Die Qualitätseinstellungen finden Sie im Level Editor unter Viewport-related Settings > Viewport Scalability Settings. Epic weist darauf hin, dass sich die Qualitätsgruppen auch über Konsolenprofile steuern lassen. Hardware-Raytracing kann eine höhere Qualität liefern, verursacht jedoch höhere Kosten und reagiert empfindlich auf überlappende Geometrie. Im Performance-Leitfaden für Konsolen der aktuellen Generation nennt Epic weniger als 100.000 Instanzen nach dem Culling in der Raytracing-Szene als allgemeines Performance-Ziel. Diese Zahl ist keine feste Grenze für jedes Windows-System.

4. Worauf kommt es im Workflow für Architekturvisualisierung an?

In Innenraum- und Architekturszenen macht das dynamische indirekte Licht von Lumen sichtbar, wie Oberflächenfarben auf die Umgebung übertragen werden und wie Schattenbereiche entstehen. Das kann hilfreich sein, um Material-, Beleuchtungs- und Kameraentscheidungen direkt in der Szene zu beurteilen. Da höhere Qualitätseinstellungen jedoch die GPU-Kosten steigern, ist die höchste Stufe nicht zwangsläufig für jede Szene die richtige Wahl.

Prüfen Sie zunächst mit Software-Raytracing das grundlegende Erscheinungsbild und die Performance. Wenn Sie zu Hardware-Raytracing wechseln, überprüfen Sie die Anzahl der Instanzen in der Szene sowie große oder mehrschichtige, überlappende Meshes. Epic weist darauf hin, dass sich die Kosten reduzieren lassen können, indem die Raytracing-Sichtbarkeit von Meshes deaktiviert wird, die große Bereiche abdecken, etwa von Skybox-Meshes. Da statisch eingestellte Lichter bei aktiviertem Lumen nicht unterstützt werden, sollten Sie auch die Mobility-Werte der Lichter prüfen.

Häufige Fehler

• Anzunehmen, dass Lumen in einem von Unreal Engine 4 migrierten Projekt automatisch aktiviert ist.

• Zu übersehen, dass nach der Aktivierung von Generate Mesh Distance Fields ein Neustart der Engine erforderlich ist.

• Davon auszugehen, dass statische Lichter bei aktiviertem Lumen weiterhin einen Beleuchtungsbeitrag leisten.

• Die Qualität bei Hardware-Raytracing zu erhöhen, ohne überlappende Meshes und die Anzahl der Instanzen in der Szene zu prüfen.

• Zu übersehen, dass eine höhere Qualität für Reflexionen und Final Gather auch die GPU-Kosten steigern kann.

Diese Einstellungen basieren auf Epics Lumen-Dokumentation zu Unreal Engine 5. Da die Dokumentation keine bestimmte Unterversion nennt, lässt sich der Leitfaden keiner konkreten Versionsnummer zuordnen.