Kurz gesagt
- Virtual Shadow Maps sind zusammen mit Nanite für dynamische Schatten mit hoher Auflösung ausgelegt.
- Bei der Wahl der Schattenmethode ist entscheidend, ob ein Licht Static, Stationary oder Movable ist.
- Bei Point-, Spot- und Rect-Lights lässt sich der von Schattenberechnungen erfasste Bereich durch einen begrenzten Attenuation Radius verkleinern.
- Bei Shadow Map Ray Tracing beeinflussen die Größe der Lichtquelle und die Sample-Anzahl sowohl den Eindruck weicher Schatten als auch den Rechenaufwand.
Die offizielle Dokumentation von Unreal Engine 5 erläutert, wie Virtual Shadow Maps (VSM), die Mobility von Lichtern und deren Eigenschaften das Erscheinungsbild und die Kosten von Schatten beeinflussen. Dieser Leitfaden führt die dort beschriebenen Einstellungen zusammen, damit sich für Architekturvisualisierungen, Innenräume und Echtzeit-Präsentationen die passende Methode auswählen lässt. Ziel ist nicht, in jeder Szene die höchstmögliche Qualität einzustellen, sondern Geometrie, Beleuchtung und gewünschtes Erscheinungsbild sinnvoll auszubalancieren.
1. Zuerst Schattenmethode und Licht-Mobility auswählen
Die Mobility-Einstellung ist der wichtigste Faktor für das Schattenverhalten eines Lichts in Unreal Engine. Static Lights können auf Beleuchtungsdaten aus dem Light Baking zurückgreifen; Schatten von Movable Lights werden in Echtzeit berechnet. Stationary Lights können vorab berechnete und dynamische Beleuchtungsanteile kombinieren. Die Mobility lässt sich für jedes Licht in der Szene unabhängig festlegen.
Wenn das Projekt Nanite-Geometrie verwendet, unterstützt die herkömmliche Shadow-Mapping-Methode diese Geometrie nicht. Die Dokumentation von Unreal Engine 5 empfiehlt für Projekte mit Nanite Movable Lights oder Virtual Shadow Maps. VSM sind für die Verwendung mit Nanite ausgelegt; für Projekte und Zielplattformen ohne Nanite sind sie möglicherweise nicht die passende Wahl.
Aktivieren Sie VSM über die Option Shadow Map Method im Abschnitt Shadows unter Project Settings › Engine › Rendering. Bei Projekten, die vor Unreal Engine 5.0 erstellt wurden, muss die Methode über die Projekteinstellungen oder die Konsolenvariable r.Shadow.Virtual.Enable umgestellt werden. In neuen Projekten sind VSM standardmäßig ausgewählt.
2. Schatten über Lichtgröße und Wirkungsbereich einstellen
Die Weichheit eines Schattens hängt nicht allein von der Schattenmethode ab. Die Eigenschaften Source Angle, Source Radius, Source Height und Source Width bestimmen die sichtbare Größe der Lichtquelle. Laut Dokumentation werden die Schatten der beleuchteten Objekte weicher, wenn diese Werte größer sind. In einer Echtzeitszene lässt sich die gewünschte Weichheit am besten durch schrittweises Anpassen ermitteln; so vermeiden Sie unnötig hohe Werte.
Bei Point-, Spot- und Rect-Lights begrenzt der Attenuation Radius den Bereich, den das Licht in der Szene beeinflusst. Beschränken Sie ihn auf die Objekte, die tatsächlich beleuchtet werden müssen: Wenn Schatten werfende Lichter einen größeren Bereich erfassen, können mehr Objekte in die Berechnung einbezogen werden – insbesondere bei herkömmlichem Shadow Mapping. Prüfen Sie den Wirkungsradius, wenn das Licht nicht die gesamte Szene beleuchten soll.
| Einstellung | Empfohlener Wert | Wirkung |
|---|---|---|
Source Radius (lokales Licht) | Ein maßvoller, zur Szene passender Wert; die Dokumentation nennt 10 als Beispiel für ein Point Light | Erzeugt weiche Schatten und Kontakthärtung; überhöhte Werte können visuelle Probleme und Performance-Einbußen verursachen. |
Source Angle (Directional Light) | Ein realistischer, maßvoller Winkel; die Dokumentation zeigt 5,0 als Beispiel | Bestimmt die Weichheit der Schatten eines gerichteten Lichts. |
Attenuation Radius | Auf den Bereich begrenzt, den das Licht tatsächlich beeinflussen soll | Hilft, die in die Schattenberechnung einbezogenen Objekte und den erfassten Bereich zu reduzieren. |
SMRT Samples Per Ray | 4–8 | Höhere Sample-Zahlen können weichere Schatten erzeugen; weniger Samples sind günstiger, begrenzen aber den möglichen Grad der Weichheit. |
Die Beispiele für Lichtgrößen in der Tabelle sind keine festen Vorgaben. Fenster, Leuchten und indirekte Beleuchtung erzeugen in architektonischen Innenräumen unterschiedliche visuelle Ergebnisse. Beurteilen Sie die Einstellungen daher auch im Verhältnis zum Maßstab der Szene und zum Kamerabild.
3. Qualität und Kosten bei VSM und weichen Schatten ausbalancieren
VSM teilen die Schattenmap in 128 × 128 Pixel große Seiten auf und verarbeiten die Seiten, die für die auf dem Bildschirm sichtbaren Pixel benötigt werden. Solange Bewegung oder Änderungen an Lichtern sie nicht ungültig machen, werden die Seiten über mehrere Frames hinweg im Cache gehalten. So lassen sich hochauflösende Schatten erzielen, ohne jede Seite in jedem Frame neu berechnen zu müssen.
Bei lokalen Lichtern kann Shadow Map Ray Tracing (SMRT) abhängig von der Größe der Lichtquelle weiche Schatten und Kontakthärtung erzeugen. Bei lokalen Lichtern beeinflusst Source Radius diesen Eindruck, bei Directional Lights Source Angle. Laut Dokumentation beträgt die standardmäßige Anzahl der Strahlen für lokale und gerichtete Lichter 8, wenn die Schatten-Skalierung auf Epic eingestellt ist. Weniger Strahlen können das Rauschen in der Penumbra verstärken; wird die entsprechende Strahlanzahl auf 0 gesetzt, wird SMRT deaktiviert und auf einen scharfen Schatten mit einem Sample zurückgeschaltet.
Für eine genauere Steuerung lassen sich die Variablen r.Shadow.Virtual.SMRT.SamplesPerRayLocal und r.Shadow.Virtual.SMRT.SamplesPerRayDirectional verwenden. Die Dokumentation nennt 4–8 Samples als geeigneten Ausgangspunkt. Weniger Schatten-Samples senken den Rechenaufwand, begrenzen aber, wie weich der Schatten werden kann. Eine übermäßige Vergrößerung der Lichtquelle kann sich dagegen auf die Performance auswirken und visuelle Artefakte verursachen, wenn sich die Kamera der Schatten-Penumbra nähert.
4. Checkliste für Workflows in Architektur- und Innenraumszenen
Für Teams, die Echtzeit-Rundgänge, Designpräsentationen oder Animationen erstellen, ist zunächst entscheidend, welche Geometrie und welche Lichter in der Szene beweglich sind. Deshalb ist die Wahl von VSM in Projekten mit Nanite besonders wichtig. In Szenen mit Static Lights und ohne Lumen werden vollständig gebackene Schatten dagegen weiterhin in Lightmaps dargestellt. Wenn Sie die Methode nicht in den Projekteinstellungen prüfen, führt eine Änderung einzelner Lichteigenschaften möglicherweise nicht zum erwarteten Ergebnis.
Prüfen Sie zunächst die Mobility-Werte der Lichter und die Schattenmethode. Passen Sie anschließend den Wirkungsbereich und die Quellgröße jedes Lichts an den Bedarf der Szene an. Kontrollieren Sie die Schatten zuletzt mit beweglichen Objekten und Kamerabewegungen. Bei Point- und Spot-Lights kann ein unnötig großer Wirkungsbereich vermeidbare Kosten verursachen. Schatten von Static- oder Stationary-Lights, die im Editor vor Abschluss des Light Bakes angezeigt werden, sind nur Vorschauen. Führen Sie für die Beurteilung des endgültigen Ergebnisses den Beleuchtungs-Build über Build › Build All Levels aus.
Häufige Fehler
In einer Szene mit Nanite herkömmliches Shadow Mapping auswählen und erwarten, dass Nanite-Schatten funktionieren.
Den
Attenuation Radiusvon Point-, Spot- oder Rect-Lights größer als nötig einstellen.Die Größe der Lichtquelle übermäßig erhöhen und Artefakte in der Penumbra sowie Performance-Probleme außer Acht lassen.
Schattenvorschauen von Static- oder Stationary-Lights vor Abschluss des Builds für das endgültige Ergebnis halten.
Beim Reduzieren der SMRT-Samples nicht auf mögliches Rauschen in der Penumbra achten.
Quellen
2 QuellenQuelltexte werden nicht neu veröffentlicht; kurze Zitate sind gekennzeichnet, der Rest ist eigene Zusammenfassung und Einordnung.
Für Architekturvisualisierungsteams in der Türkei liegt der praktische Nutzen dieser Einstellungen vor allem darin, die Schattenqualität bei Echtzeit-Präsentationen und Animationen auf den Bedarf der Szene abzustimmen. Wer nicht bei jedem Licht die höchsten Werte verwendet, sondern Mobility, Nanite-Einsatz und den vom Licht erfassten Bereich gemeinsam berücksichtigt, kann unnötige Berechnungen vermeiden.
Teams in Büros mit unterschiedlich leistungsfähiger Hardware sollten die Anzahl der SMRT-Samples und die Größe der Lichtquellen für jede Szene testen. Die Quelldokumentation nennt weder bestimmte Hardware noch Lizenzkosten; deshalb muss die Performance im jeweiligen Projekt und auf dem jeweiligen System gemessen werden. Auch die Vorschauen des Light Bakes sollten auf der Checkliste vor der Abgabe stehen, damit sie nicht mit der finalen Beleuchtung verwechselt werden.
Häufige Fragen
Wie aktiviert man Virtual Shadow Maps in Unreal Engine 5?
Wählen Sie Virtual Shadow Maps über die Einstellung `Shadow Map Method` im Abschnitt `Shadows` unter `Project Settings › Engine › Rendering` aus. Bei Projekten, die vor Unreal Engine 5.0 erstellt wurden, können Sie auch die Projekteinstellung oder `r.Shadow.Virtual.Enable` verwenden.
Sollten Virtual Shadow Maps mit Nanite verwendet werden?
Die Dokumentation von Unreal Engine beschreibt VSM als eine Methode, die für die Verwendung mit Nanite ausgelegt ist. Für Projekte mit Nanite empfiehlt sie Movable Lights oder Virtual Shadow Maps.
Wie viele SMRT-Samples sollte man für weiche Schatten verwenden?
Die Dokumentation empfiehlt für `Samples Per Ray` einen Bereich von 4–8. Weniger Samples senken den Rechenaufwand, begrenzen aber die erreichbare Schattenweichheit.
