Kurz gesagt
- GPU Lightmass berechnet Lichtdaten für Lichter mit den Mobilitätseinstellungen Static oder Stationary vorab in Lightmap-Texturen.
- GPU Lightmass erfordert DirectX 12 und Hardware-Raytracing-Unterstützung; virtuelle Texturen werden für die interaktive Vorschau verwendet.
- Lightmap-UV-Inseln dürfen sich nicht überlappen und sollten mit ausreichendem Abstand angeordnet werden, um Light Leaks zu reduzieren.
- Epic kennzeichnet GPU Lightmass als Beta und empfiehlt einen vorsichtigen Einsatz in Projekten, die veröffentlicht werden.
GPU Lightmass in Unreal Engine berechnet komplexe Wechselwirkungen, die durch statische oder stationäre Beleuchtung entstehen, vorab und speichert sie in Lightmap-Texturen, die auf die Szenengeometrie angewendet werden. Dieser in der offiziellen Dokumentation von Epic beschriebene Workflow ermöglicht es, Lichtdaten mit der GPU zu erzeugen und die Szene während der Arbeit neu berechnen zu lassen. Die Dokumentation betont außerdem, dass das Lightmap-UV-Layout eigens vorbereitet werden muss, damit das gebackene Licht korrekt dargestellt wird. GPU Lightmass ist als Beta gekennzeichnet und sollte in Projekten, die veröffentlicht werden, mit Vorsicht eingesetzt werden. Die Dokumentation nennt keine bestimmte Unreal-Engine-Version; da die Seite zu Lightmap-UVs auch Verweise auf UE4 enthält, werden die folgenden Schritte ohne Annahme einer Versionsnummer wiedergegeben.
1. GPU Lightmass aktivieren
Prüfen Sie vor der Einrichtung die Mobilitätseinstellungen der Beleuchtung in der Szene. GPU Lightmass backt Lichtdaten von Lichtern mit der Mobilitätseinstellung Static oder Stationary. In Projekten, die ausschließlich dynamische Beleuchtung verwenden, müssen für statische Meshes keine Lightmaps vorbereitet werden.
Öffnen Sie über
Edit > Pluginsdie Registerkarte Plugins. Aktivieren Sie das GPU-Lightmass-Plugin unterBuilt-In > Editor. Wenn Sie aufgefordert werden, den Editor neu zu starten, schließen Sie zunächst die Projekteinstellungen ab.Öffnen Sie
Edit > Project Settingsund wechseln Sie zum BereichEngine > Rendering. Aktivieren SieHardware Ray Tracing > Support Hardware Ray TracingsowieVirtual Textures > Enable Virtual Texture SupportundVirtual Textures > Enable Virtual Texture Lightmaps.Setzen Sie unter
Platforms > Windowsden Wert vonTargeted RHIs > Default RHIauf DirectX 12. Starten Sie anschließend den Editor neu.Öffnen Sie in der Symbolleiste des Level-Editors das Menü
Buildund wählen Sie das GPU-Lightmass-Panel. Nehmen Sie die Einstellungen vor und starten Sie das Light Baking mitBuild Lighting.
GPU Lightmass benötigt Raytracing, aber zusätzliche Echtzeit-Raytracing-Effekte wie Schatten, Ambient Occlusion oder Reflexionen sind nicht erforderlich. Wenn sie im Projekt nicht anderweitig genutzt werden, können sie deaktiviert bleiben. Die Dokumentation nennt folgenden Konsolenbefehl, um alle Raytracing-Effekte zu deaktivieren:
r.RayTracing.ForceAllRayTracingEffects 0Damit dieselbe Einstellung beim Projektstart angewendet wird, kann folgende Zeile in den Abschnitt [/Script/Engine.RendererSettings] der Datei DefaultEngine.ini eingefügt werden:
[/Script/Engine.RendererSettings]
r.RayTracing.ForceAllRayTracingEffects=02. Speicheranforderungen und Vorschau-Workflow
GPU Lightmass benötigt während des Backens genügend GPU-Speicher, um die Meshes der Szene in ihrer höchsten LOD-Qualität vorzuhalten; LODs werden beim Backen nicht berücksichtigt. Auch das System für virtuelle Texturen kann – abhängig von Größe und Komplexität der Szene – zusätzlichen Speicher beanspruchen. Für alle erzeugten Lightmaps wird außerdem CPU-Speicher benötigt. DX12 kann im Allgemeinen mehr GPU-Speicher als DX11 nutzen. Daher sollten Einstellungen und Asset-Details in Szenen mit knapp bemessenem Speicher überprüft werden. Reicht der Speicher nicht aus, empfiehlt Epics Dokumentation, den Geometrie- oder Texturdetailgrad zu reduzieren oder eine GPU mit mehr Speicher zu verwenden.
Virtuelle Lightmap-Texturen sind nicht zwingend erforderlich, um Licht zu backen. Sie werden jedoch benötigt, um Lichtdaten in Echtzeit in der Level-Ansicht zu aktualisieren und die Szene während des Backens bearbeiten zu können. Ist Viewport Realtime aktiviert, lässt sich dieser interaktive Workflow nutzen; ist die Option deaktiviert, steigt die Backgeschwindigkeit von GPU Lightmass deutlich.
Es gibt zwei Bake-Modi. Full Bake berechnet jedes Objekt in der Szene mit der vollen Lightmap-Auflösung; die Ergebnisse sind nach Abschluss des Vorgangs sichtbar. Bake What You See (BWYS) priorisiert Bereiche und Objekte im Viewport und berechnet die aktuell sichtbaren Teile mit ihrer jeweiligen Auflösung. Bei aktivierter Echtzeitansicht können Änderungen fortlaufend neu berechnet werden. Deshalb kann BWYS praktisch sein, wenn das Licht in einer Nahaufnahme einer Ecke eines Innenraums angepasst wird; wenn die fertigen Lichtdaten für die gesamte Szene benötigt werden, kann Full Bake die bessere Wahl sein. Dies sind workflowbezogene Einordnungen der in der Dokumentation beschriebenen Funktionsweisen.
| Einstellung | Empfohlener Wert | Auswirkung |
|---|---|---|
| Default RHI | DirectX 12 | Verwendet die von GPU Lightmass benötigte Grafikschnittstelle. |
| Hardware Ray Tracing | Aktiviert | Erfüllt die Raytracing-Anforderung von GPU Lightmass. |
| Virtual Texture Support und Virtual Texture Lightmaps | Aktiviert, wenn eine interaktive Vorschau benötigt wird | Ermöglicht es, Lightmap-Aktualisierungen in Echtzeit im Viewport zu verfolgen. |
| Abstand zwischen Lightmap-UV-Inseln | In der Regel mindestens 4 Texel | Hilft, Artefakte durch durchscheinendes Licht und Schatten zu vermeiden. |
3. Lightmap-UVs korrekt vorbereiten
Lightmap-UVs sind das UV-Layout, in dem gebackene Licht- und Schatteninformationen für die Flächen statischer Meshes gespeichert werden. Anders als bei Textur-UVs muss jede Fläche einen eigenen, nicht überlappenden Bereich erhalten. Bei Textur-UVs können dieselben Flächen übereinanderliegen; bei Lightmaps kann das jedoch dazu führen, dass Lichtinformationen vermischt werden. Auch der Abstand zwischen den Inseln ist wichtig, um Artefakte durch Bleeding infolge von Kompression zu verringern.
Beim Import lässt sich die automatische Erzeugung von Lightmap-UVs verwenden, sofern sie im Fenster FBX Import Options nicht deaktiviert wurde. Das System erstellt aus dem UV-Kanal des Texturlayouts ein neues Lightmap-Layout, packt die Inseln ohne Überlappungen oder Umwicklungen neu und lässt abhängig von der Zielauflösung einen Abstand frei. Für die meisten statischen Meshes bietet diese Methode einen schnellen Einstieg. Das Tool packt die Inseln neu, teilt sie aber nicht auf. Wenn die Geometrie kein geeignetes automatisches Ergebnis ermöglicht, sollte beim Modellieren oder beim UV-Layout ein eigenes Layout erstellt werden.
Bei benutzerdefinierten UVs sollten sinnvoll miteinander verbundene Flächen möglichst auf derselben Insel liegen, damit das Licht gleichmäßig über die Oberflächen verläuft. Tiefe Hohlräume und Vertiefungen können sich dagegen eignen, um Inseln zu trennen. Komplexe oder aus vielen Teilen bestehende Meshes können mehr Inseln und größere Abstände erfordern; dafür ist möglicherweise eine höhere Lightmap-Auflösung nötig, um dieselbe Qualität zu erhalten. Als praktischen Richtwert nennt Epics Dokumentation in der Regel einen Abstand von mindestens vier Texeln zwischen den Inseln. Die angegebene Berechnung für das UV-Raster verwendet den Kehrwert der Ziel-Lightmap-Auflösung; im Beispiel mit einer Auflösung von 64 wird ein Pixel pro Kante abgezogen und die Rechnung 1 / 62 gezeigt.
4. Workflow für Architekturvisualisierung und häufige Fehler
GPU Lightmass kann für Teams aus der Architekturvisualisierung interessant sein, die das Erscheinungsbild gebackener Szenen durch wiederholte Anpassungen der Beleuchtung weiterentwickeln möchten. Bei der Hardwareauswahl kommt es jedoch nicht allein auf die GPU-Leistung an: Auch GPU-Speicher, CPU-Speicher, Szenenkomplexität und die Verwendung virtueller Texturen beeinflussen das Ergebnis. Die Unterstützung mehrerer GPUs setzt Windows 10 Version 2004 oder neuer sowie Raytracing-fähige NVIDIA-GPUs voraus, die über SLI verbunden sind. In einem Testbeispiel von Epic wurde mit zwei RTX-2080TI in mittelgroßen Szenen, in denen volumetrische Lightmaps nur begrenzt eingesetzt wurden, eine durchschnittliche Beschleunigung von etwa 1,7x angegeben. Dieser Wert ist nicht garantiert und kann je nach Szene variieren.
Häufige Fehler
Lightmap-UVs mit Textur-UVs gleichsetzen und Inseln überlappen lassen: Bei Lightmap-UVs muss jede Fläche einen eigenen Bereich haben.
Nicht genügend Abstand zwischen den Inseln lassen: Licht- oder Schatten-Bleeding kann auftreten; die Dokumentation empfiehlt in der Regel mindestens vier Texel.
Virtuelle Lightmap-Texturen nicht aktivieren, obwohl eine interaktive Vorschau erwartet wird: GPU Lightmass kann zwar backen, für den Echtzeit-Bearbeitungsworkflow ist dieses System jedoch erforderlich.
Den Speicherverbrauch beim Wechsel zu DX12 nicht berücksichtigen: DX12 und virtuelle Texturen können zusätzlichen GPU-Speicher beanspruchen.
GPU Lightmass trotz des Beta-Hinweises direkt in den Veröffentlichungsworkflow übernehmen: Epic empfiehlt für Projekte, die veröffentlicht werden, einen vorsichtigen Einsatz.
Quellen
2 QuellenQuelltexte werden nicht neu veröffentlicht; kurze Zitate sind gekennzeichnet, der Rest ist eigene Zusammenfassung und Einordnung.
Für Architektur- und Visualisierungsbüros in der Türkei liegt der praktische Hauptvorteil von GPU Lightmass darin, Änderungen in der Ansicht verfolgen zu können, während das Licht gebacken wird. Teams, die einen einzelnen Bereich iterativ bearbeiten, können den BWYS-Workflow ausprobieren. Diese Flexibilität bedeutet jedoch nicht automatisch, dass jedes Projekt schneller fertig wird; der Speicherbedarf hängt von Geometrie, Texturen und der Verwendung virtueller Texturen ab.
Vor einer Investitionsentscheidung sollten Sie Tests mit dem verfügbaren GPU-Speicher und den Projektszenen durchführen und den Beta-Status sowie die Risiken für die Veröffentlichung berücksichtigen. Ein sauberes Lightmap-UV-Layout von Anfang an ist zudem eine kostengünstige Qualitätsmaßnahme, unabhängig von Hardware-Upgrades. Da die angegebene Beschleunigung durch mehrere GPUs von den Bedingungen abhängt, sollten Büros die Leistung mit ihren eigenen Szenen messen.
Häufige Fragen
Welche Einstellungen sind für Unreal Engine GPU Lightmass erforderlich?
Epics Dokumentation nennt DirectX 12 als Standard-RHI, aktiviertes Hardware-Raytracing und das GPU-Lightmass-Plugin. Für eine interaktive Vorschau müssen außerdem Virtual Texture Support und Virtual Texture Lightmaps aktiviert sein.
Wie viel Abstand sollte zwischen Lightmap-UV-Inseln liegen?
Laut Epics Dokumentation ist in der Regel ein Abstand von mindestens vier Texeln erforderlich, um das Durchscheinen von Licht und Schatten zu vermeiden. Lightmap-UV-Inseln dürfen sich außerdem nicht überlappen.
Funktioniert GPU Lightmass auch ohne virtuelle Texturen?
Ja, virtuelle Texturen sind nicht zwingend erforderlich, um Licht zu backen. Für interaktive Vorschau und Echtzeitfunktionen werden jedoch das Virtual-Texture-System und Virtual Texture Lightmaps benötigt.
