Unreal Engine Virtual Shadow Maps: guía para ajustar sombras

Qué aprenderás en esta guía

Virtual Shadow Maps (VSM) es un método de mapas de sombras que se utiliza en Unreal Engine para producir sombras de alta resolución y gran detalle. Según la documentación de Epic, el sistema busca ofrecer sombras acordes con el nivel de detalle de la geometría Nanite y simplificar la configuración. En esta guía explicamos paso a paso en qué escenas resulta útil VSM, dónde activarlo en el proyecto y cómo afectan las fuentes de luz al carácter de las sombras.

VSM no es un control de calidad independiente que, por sí solo, haga que las sombras sean «mejores». El resultado debe evaluarse teniendo en cuenta la movilidad de las luces, la geometría de la escena, la distancia de las sombras, el tamaño de la fuente y los ajustes del proyecto. Por eso, al seguir estos pasos conviene observar tanto la imagen como el rendimiento durante el trabajo.

Requisitos y casos de uso adecuados

La guía oficial aborda VSM junto con las funciones Nanite Virtualized Geometry, Lumen Global Illumination and Reflections y World Partition de Unreal Engine 5. VSM está diseñado para usarse con Nanite; Epic señala que quizá no sea adecuado si la plataforma de destino o el proyecto no utilizan Nanite. Por eso, la primera decisión es comprobar si la escena usa Nanite.

Los proyectos creados antes de Unreal Engine 5.0 deben activar VSM por separado desde los ajustes del proyecto o mediante la variable de consola r.Shadow.Virtual.Enable. En los proyectos nuevos, VSM es el método predeterminado. Como las fuentes no especifican una tarjeta gráfica, un nivel de hardware, un tipo de cuenta ni condiciones de compra, no se deben presuponer requisitos al respecto.

Al elegir un método de sombras, tenga también en cuenta el tipo y la movilidad de las luces. Que las luces de Unreal Engine sean Static, Stationary o Movable afecta al uso de sombras calculadas previamente y en tiempo real. Cuando VSM está activado, la iluminación directa y las sombras de las luces Stationary se calculan dinámicamente; si no se utiliza Lumen, las sombras totalmente precalculadas de las luces estáticas siguen procediendo de los mapas de iluminación.

Activar VSM y configurar los ajustes básicos

1. Compruebe el método de sombras del proyecto. En Project Settings, busque la opción Shadow Map Method dentro del apartado Shadows, en Engine > Rendering. Desde ahí puede confirmar si el proyecto utiliza Virtual Shadow Maps o el método tradicional Shadow Maps, empleado en versiones anteriores.

2. Active VSM en un proyecto antiguo. En los proyectos creados antes de Unreal Engine 5.0, seleccione VSM en los mismos ajustes del proyecto o use la variable de consola r.Shadow.Virtual.Enable indicada en la documentación. En los proyectos nuevos, VSM ya es la opción predeterminada; aun así, comprobar los ajustes actuales permite saber con claridad qué método se ha utilizado en las pruebas.

3. Revise el uso de Nanite y el contenido de la escena. VSM está diseñado para trabajar con geometría muy detallada junto con Nanite. Si utiliza Nanite, tenga en cuenta que algunos métodos empleados con luces Stationary en los mapas de sombras tradicionales no son compatibles. Según Epic, los proyectos que contienen Nanite deben usar Movable Lights o VSM.

4. Ajuste el tamaño de la fuente de luz. Source Radius afecta a las sombras de las luces Point y Spot, mientras que Source Angle influye en las de Directional Light. Un ángulo o radio mayor produce sombras más suaves; al aumentar estos valores, evalúe en conjunto la imagen y el rendimiento. Las luces locales no tienen un valor predeterminado para Source Radius, mientras que Directional Light comienza con un Source Angle bajo.

5. Compare el comportamiento de las sombras en la escena. Desde la misma cámara, observe objetos cercanos y lejanos, geometría fina y puntos de contacto. VSM genera páginas de sombras según el análisis de profundidad de los píxeles visibles en pantalla y las almacena en caché entre fotogramas. Cuando el movimiento de la cámara deja al descubierto zonas nuevas, quizá sea necesario generar páginas que no se habían utilizado antes.

6. Familiarícese con SMRT al evaluar la calidad de las sombras suaves. Shadow Map Ray Tracing utiliza muestreo junto con VSM para producir sombras suaves más realistas y endurecimiento en los puntos de contacto. La calidad depende de Source Radius para las luces locales y de Source Angle para Directional Light. La documentación de Epic explica que, con la escala Shadows en nivel Epic, el número predeterminado de rayos es ocho para las luces locales y Directional. Es posible reducir el número de rayos o muestras mediante variables de consola; menos muestras pueden reducir el coste de rendimiento, pero también limitar la suavidad de las sombras o hacer visible el ruido en la penumbra.

Efectos en los flujos de trabajo de arquitectura, interiores y archviz

En visualización arquitectónica, VSM puede utilizarse para evaluar la consistencia de las sombras en escenas con elementos de fachada detallados, geometría densa y luces en tiempo real. En escenas de interiores, conviene probar conjuntamente el tamaño de la fuente de luz, el aspecto de las sombras de contacto y el área que cubre la luz. Este método no sustituye el modelado ni la preparación de materiales; funciona junto con la iluminación y la geometría de la escena.

En estudios y proyectos de estudiantes, resulta útil empezar con una escena pequeña y representativa: compare un ejemplo con Nanite y VSM con la opción tradicional Shadow Maps, siempre que las condiciones del proyecto sean adecuadas. Como las fuentes no recomiendan hardware específico, hay que medir el rendimiento en cada equipo y escena. Compruebe también el coste y el efecto visual de las luces con radios amplios o penumbras demasiado suaves. Si el proyecto se abrirá en otros ordenadores, asegúrese de que la selección del método de sombras sea coherente en los ajustes del proyecto.

Errores frecuentes

• Dar por hecho que VSM es automáticamente la mejor opción para cualquier proyecto que no use Nanite. Epic señala que quizá no sea adecuado en destinos que no incluyan Nanite.

• Evaluar la sombra de una luz únicamente con Source Radius o Source Angle. El tipo de luz, el área que cubre y la geometría de la escena también influyen en el resultado.

• Reducir el número de rayos o muestras de SMRT sin comprobar la calidad. Menos rayos pueden generar ruido en la penumbra; menos muestras del mapa de sombras limitan el grado de suavidad disponible.

• Utilizar sin límites valores muy altos de Source Radius o Source Angle. Epic advierte que los valores extremos pueden afectar al rendimiento y provocar artefactos visuales cuando la cámara se acerca a la penumbra de la sombra.

• Suponer que las luces Stationary mantendrán el mismo comportamiento de sombras que antes con VSM activado. En ese caso, la iluminación directa y las sombras se evalúan dinámicamente.

Próximos pasos

Primero, compruebe los ajustes del proyecto y el uso de Nanite; después, compare el carácter de las sombras cambiando el tamaño de la fuente con la misma cámara e iluminación. Cuando modifique los ajustes para mejorar la calidad de las sombras, registre tanto las diferencias en la imagen como el rendimiento. Si necesita un control más detallado, consulte las secciones de la guía de VSM de Epic sobre las variables para el número de rayos y muestras de SMRT. Tenga en cuenta también que la estructura de clipmaps es distinta en las escenas cubiertas por luces direccionales y que las luces locales utilizan una organización de mapas por luz.

Fuentes y licencia

Esta guía se ha adaptado al turco a partir de las páginas de documentación de Epic Games “Virtual Shadow Maps in Unreal Engine” y “Shadowing in Unreal Engine”. Ambas fuentes figuran como materiales con licencia libre en la lista de referencias.