Unreal-Engine-Nanite-Guide: Detaillierte Geometrie in Architekturszenen

Nanite ist das virtualisierte Geometriesystem von Unreal Engine und wurde entwickelt, um hochpolygonale Modelle und dichte Szenen in Echtzeit zu verarbeiten. Laut der offiziellen Dokumentation von Epic Games erstellt das System hierarchische Dreieckscluster aus der in die Szene importierten Geometrie. Bei der Darstellung wählt es die aus Kameraperspektive erforderlichen Details aus und lädt Daten nach Bedarf. Für Architekturvisualisierungsteams kann dies den Workflow insbesondere bei Modellen mit vielen Details auf kleiner Bildschirmfläche und bei wiederholten Assets vereinfachen. Die Ergebnisse sollten jedoch abhängig von Inhalt, Material, Ausgabeauflösung und Hardware gemessen werden.

Für welche Modelle ist Nanite sinnvoll?

Prüfen Sie zunächst die Geometrie der Szene, statt Nanite unüberlegt für jedes Asset zu aktivieren. Epic zählt Modelle mit vielen Dreiecken, auf dem Bildschirm klein dargestellten Dreiecken, zahlreichen Instanzen, überdeckter anderer Geometrie oder Schattenwurf mit Virtual Shadow Maps zu geeigneten Kandidaten. Skulpturale Details, die aus der Nähe betrachtet werden, Photogrammetrie-Scans sowie dichte Fassaden- oder Umgebungsmodelle können diese Kriterien erfüllen.

Nanite soll die Verwendung hochpolygonaler Ausgangsgeometrie ermöglichen und den Bedarf verringern, Details auf Normal Maps zu übertragen oder für jedes Modell eine LOD-Kette anzulegen. Das System passt den Detailgrad selbstständig an die Bildschirmauflösung an. Das kann die Szeneneinrichtung erleichtern, bedeutet aber nicht, dass die Projektperformance keine Rolle mehr spielt. Epic Games empfiehlt, Instanzanzahl, Dreiecke pro Modell, Materialkomplexität, Ausgabeauflösung und Hardware gemeinsam zu berücksichtigen.

Nanite aktivieren

1. Geeignete Assets auswählen. Wählen Sie zunächst Modelle mit hoher geometrischer Detaildichte oder vielen Instanzen in der Szene aus. Eine einfache, einzeln verwendete Himmelssphäre, die groß auf dem Bildschirm erscheint, nennt die Dokumentation als weniger geeignetes Beispiel. Ziel ist nicht, jedes Asset zu markieren, sondern Modelle zu finden, bei denen Nanite die Arbeitslast reduzieren kann.

2. Die Option beim Import neuer Modelle aktivieren. Aktivieren Sie beim Import eines für Nanite vorbereiteten Modells das Kontrollkästchen Build Nanite. Unreal Engine benötigt pro Asset Rechenzeit für die Konvertierung und den Aufbau. Berücksichtigen Sie diesen Zeitaufwand bei großen Projekten mit vielen Assets.

3. Bestehende Assets einzeln oder gesammelt aktivieren. Wählen Sie im Content Browser eine Gruppe von Static Meshes oder Skeletal Meshes aus und klicken Sie mit der rechten Maustaste. Wählen Sie anschließend Nanite > Enable. Für ein einzelnes Asset öffnen Sie den entsprechenden Asset-Editor und aktivieren die Unterstützung in den Nanite-Einstellungen des Details-Panels. Im Static Mesh Editor und Skeletal Mesh Editor heißt die Option Enable Nanite Support, im Geometry Collections Editor Enable Nanite.

4. Prüfen, ob Lightmap-UVs benötigt werden. Epic empfiehlt, die Option Generate Lightmap UVs zu deaktivieren, wenn im Projekt keine mit Lightmass vorab berechnete Beleuchtung verwendet wird. Aktiviertes Nanite kann bei dichter Geometrie die Import- und Erstellungszeit für Static Meshes erhöhen. Auch automatisch erzeugte Lightmap-UVs erstellen einen zusätzlichen UV-Kanal und bei dichten Modellen weitere Daten. Wenn das Projekt diese UVs nicht benötigt, vermeiden Sie unnötigen Rechenaufwand und Datenzuwachs.

Versionen, Hardware und bekannte Einschränkungen

Prüfen Sie die Versionsanforderungen für die verwendete Unreal-Engine-Version. In den Release Notes zu Unreal Engine 5.0 steht, dass Nanite unter Windows DX12 voraussetzt und DX11 nicht unterstützt wird. Die Notes zu Unreal Engine 5.1 nennen DirectX 12 und Shader Model 6 als Voraussetzung für Nanite; laut derselben Dokumentation sind bei der Verwendung von Vulkan keine zusätzlichen Einstellungsänderungen erforderlich. Wenn Sie ein Projekt aktualisieren oder auf verschiedenen Workstations öffnen möchten, prüfen Sie zusätzlich die offiziellen Anforderungen der verwendeten Version.

Die Nanite-Dokumentation empfiehlt eine SSD für Geometriedaten, die per Streaming geladen werden. Gehen Sie außerdem nicht davon aus, dass jede technische Einschränkung entfällt: Die offizielle Dokumentation nennt eine Obergrenze von 16 Millionen gestreamten Instanzen in einer Szene und weist darauf hin, dass Morph Targets und Deformationen nicht unterstützt werden. Auch bei der Verwendung von World Position Offset gelten Einschränkungen. In Unreal Engine 5.3 kann Nanite optional benutzerdefinierte Tangentendaten speichern; dadurch kann sich der Speicher- und Datenträgerbedarf des jeweiligen Assets um etwa 10 Prozent erhöhen. Besonders bei Low-Poly-Modellen sollte dieser Aufwand berücksichtigt werden, wenn benutzerdefinierte Tangenten erforderlich sind.

In den Notes zu Unreal Engine 5.3 wird die orthografische Darstellung als experimentell bezeichnet. Nanite, Lumen und moderne Funktionen wie Schatten sollen in dieser Projektion funktionieren. Für Ansichten mit fester, paralleler Projektion, etwa für Architekturtafeln, ist diese Information nützlich. Wegen des experimentellen Status sollte der Workflow jedoch nicht ohne Tests in einer Produktionsszene als gesichert gelten.

Auswirkungen auf den Workflow in Architektur und Visualisierung

Nanite eignet sich zur Prüfung für Architekturbüros, Innenarchitekten und Visual Artists, die hochdetaillierte Modelle verwenden möchten – insbesondere, wenn viele Instanzen in der Szene vorkommen oder Geometrie auf dem Bildschirm klein dargestellt wird. Die automatische Verwaltung von LODs und der geringere Bedarf, Details auf Normal Maps zu übertragen, können bestimmte Arbeitsschritte in der Vorbereitung erleichtern. Nanite unterstützt Static Meshes mit Lumen für globale Beleuchtung und Reflexionen sowie mit Virtual Shadow Maps.

Der Import und die Erstellung von Assets können jedoch Zeit in Anspruch nehmen; auch Materialkomplexität und Auflösung beeinflussen die Performance. Testen Sie zunächst einige repräsentative Modelle, bevor Sie sie in die Szene übernehmen, prüfen Sie nahe und entfernte Kameraperspektiven und messen Sie die Leistung auf der verwendeten Hardware. Berücksichtigen Sie die SSD-Empfehlung und die DX12-, Shader-Model-6- oder Vulkan-Bedingungen der Projektversion in Ihrem Workflow. So lässt sich der Nutzen hoher geometrischer Detaildichte zusammen mit den Kosten im Produktionsprozess bewerten.

Häufige Fehler

• Anzunehmen, dass sich die Szenenperformance unabhängig vom Inhalt verbessert, sobald Nanite aktiviert ist. Epic empfiehlt, jede Kombination aus Inhalt und Hardware zu messen.

• Generate Lightmap UVs aktiviert zu lassen, obwohl keine mit Lightmass vorab berechnete Beleuchtung verwendet wird.

• DX11 oder einen anderen Darstellungsweg einzuplanen, ohne die Plattformanforderungen der Unreal-Engine-Version zu prüfen.

• Davon auszugehen, dass Nanite Morph Targets oder alle Arten von Deformation unterstützt. Die offizielle Dokumentation weist für diese Funktionen auf Einschränkungen hin.