Guide du Path Tracer d’Unreal Engine : rendu de scènes architecturales

Ce guide explique comment activer Path Tracer dans Unreal Engine pour une scène architecturale, puis produire une image fixe ou une animation. Path Tracer, tel que décrit dans la documentation d’Epic Games, calcule l’éclairage, les reflets et la réfraction à partir de la géométrie et des matériaux de la scène. L’objectif est de produire des rendus de haute qualité, basés sur la physique et dépourvus des limitations des fonctionnalités de visualisation en temps réel.

Ce que vous allez apprendre

Vous commencerez par vérifier le système d’exploitation, la carte graphique et les paramètres du projet requis par Path Tracer. Vous verrez ensuite comment passer en mode Path Tracing dans le viewport et comment les échantillons s’accumulent. Enfin, vous apprendrez à évaluer le nombre d’échantillons, la résolution et les paramètres de sortie pour rendre une image fixe ou une animation avec Movie Render Queue (MRQ).

Lorsque la caméra reste immobile, Path Tracer accumule les échantillons de l’image au fil du temps. L’image peut donc être bruitée au départ, puis s’améliorer à mesure que le nombre d’échantillons augmente. La complexité de la scène et les matériaux échantillonnés influent sur le temps de calcul. Dans les scènes d’intérieur, en particulier lorsque des matériaux ont un albédo proche de 1,0, les chemins lumineux peuvent s’allonger et le rendu prendre plus de temps.

Prérequis et paramètres du projet

Le guide d’Epic Games indique Windows 10 1809 ou une version ultérieure comme système d’exploitation, et une carte graphique NVIDIA RTX ou GTX avec un pilote DXR activé. Sous Windows, le RHI cible doit être DirectX 12. Dans les paramètres du projet, la prise en charge du ray tracing matériel et de Path Tracing doit être activée. Le guide Path Tracer ne précise pas de version particulière d’Unreal Engine ; la documentation signale par ailleurs qu’Unreal Engine 5 comprend des paramètres permettant de contrôler les options de shader de matériau propres à Path Tracer.

Si Compute Skin Cache est désactivé lors de l’activation du ray tracing matériel, le moteur affiche une fenêtre proposant de l’activer. Selon Epic Games, Compute Skin Cache est nécessaire à la prise en charge du ray tracing matériel et de Path Tracer. Redémarrez le moteur après avoir modifié les paramètres.

Les projets qui n’utiliseront jamais Path Tracer peuvent réduire le temps de compilation des shaders en désactivant l’option de shader correspondante indiquée dans la documentation. Ce choix peut ne pas convenir aux projets qui prévoient d’utiliser Path Tracer ; évaluez ce paramètre en fonction des besoins du flux de travail. Les sources ne fournissant aucune information sur le coût du calcul ou les frais de licence, ce guide se concentre uniquement sur les conditions techniques.

Activer Path Tracer et préparer la scène

1. Vérifiez la configuration matérielle et les paramètres du projet. Pour une cible Windows, sélectionnez DirectX 12. Dans les paramètres du projet, activez le ray tracing matériel et Path Tracing. Si Compute Skin Cache est désactivé, activez-le et redémarrez le moteur.

2. Sélectionnez Path Tracing dans le viewport. Ouvrez le menu View Modes dans le Level Viewport et passez en mode Path Tracing. Tant que la caméra reste immobile, l’image évolue au fur et à mesure de l’accumulation des échantillons ; le bruit initial peut indiquer que le calcul n’est pas encore terminé.

3. Ne modifiez pas la scène pendant l’accumulation des échantillons. Un mouvement de caméra ou un changement de vue, l’ajout ou le déplacement d’un objet, ainsi qu’une mise à jour de matériau peuvent invalider les échantillons. Après une telle modification, il est normal que le calcul recommence depuis le début.

4. Examinez les paramètres du Post Process Volume. La valeur Samples Per Pixel, dans la catégorie PathTracing, définit le nombre d’échantillons utilisés pour converger vers l’image ; une valeur plus élevée peut réduire le bruit. Le paramètre Max. Bounces définit le nombre maximal de rebonds lumineux avant l’arrêt des chemins lumineux.

5. Vérifiez la contribution des lumières. L’option Emissive Materials détermine si les matériaux utilisant une couleur emissive contribuent à l’éclairage de la scène. Si une source lumineuse est représentée à la fois par une géométrie emissive et une lumière locale, son éclairage peut être compté deux fois. Désactiver la contribution emissive peut permettre de vérifier ce cas.

Si des traînées lumineuses indésirables, appelées « fireflies », apparaissent autour de petites sources lumineuses très brillantes, le paramètre Max Path Intensity est l’une des options permettant d’atténuer cet effet. Le paramètre Denoiser utilise le plugin de débruitage chargé afin de réduire le bruit lors du dernier échantillon ; d’après la documentation, cette option n’a aucun effet sur le rendu si le plugin n’est pas activé. Lorsque vous modifiez ces paramètres, vérifiez également l’équilibre de l’éclairage de l’image.

Produire un rendu avec Movie Render Queue

Movie Render Queue propose différents modules pour utiliser Path Tracer dans les rendus de production. Le module Path Tracer fournit les paramètres propres à ce moteur de rendu. Le Post Process Volume permet également de gérer des options telles que le nombre maximal de rebonds lumineux et la contribution des matériaux emissive. Les paramètres de sortie permettent de définir l’emplacement des fichiers, leur nom, la résolution ainsi que les images de début et de fin à rendre.

Le module Anti-aliasing permet de régler séparément le nombre d’échantillons spatiaux et temporels. Le nombre d’échantillons spatiaux détermine les échantillons utilisés par pixel pour chaque échantillon temporel. Augmenter cette valeur peut réduire le bruit à chaque passe de rendu, mais allonge le temps de rendu par image. Lorsque vous utilisez MRQ, le paramètre Samples Per Pixel du Post Process Volume n’est pas pris en compte.

Pour les images fixes, Epic Games recommande de conserver le nombre d’échantillons temporels à 1 et de concentrer les échantillons sur les échantillons spatiaux. Pour les animations, il est recommandé d’utiliser 1 échantillon spatial et davantage d’échantillons temporels lorsque Reference Motion Blur est activé. Les échantillons temporels peuvent améliorer la qualité du flou de mouvement en combinant des rendus réalisés à différents instants. La répartition adaptée dépend du flou de mouvement souhaité.

Pour les images en haute résolution, le module High Resolution peut rendre et assembler l’image à partir de tuiles distinctes. La résolution accessible à chaque tuile dépend de la limite prise en charge par la carte graphique. Les temps de préchauffage, qui peuvent être nécessaires pour préparer correctement les animations et les effets visuels, se trouvent dans les paramètres Anti-aliasing. Avant la production, effectuez un court rendu de test et évaluez ensemble le nombre d’échantillons, la durée et la qualité de l’image.

Incidence sur les flux de travail en architecture et en visualisation

Path Tracer peut être envisagé pour les scènes architecturales et d’intérieur où les reflets, la réfraction et l’éclairage indirect influent sur les décisions visuelles. Ce flux de travail permet aux bureaux de réunir l’examen interactif d’une même scène et la production ultérieure d’images de haute qualité. Il faut toutefois tenir compte de l’allongement possible du temps de rendu dans les intérieurs, en particulier lorsque des matériaux clairs prolongent les chemins lumineux.

Intégrez la compatibilité matérielle, la complexité de la scène et la résolution cible à votre plan de production. Augmenter le nombre d’échantillons peut contribuer à réduire le bruit, mais nécessite davantage de temps de rendu. La pertinence de Path Tracer doit donc être évaluée non seulement en fonction de la qualité de l’image, mais aussi des délais de livraison et du matériel disponible.

Erreurs fréquentes et prochaines étapes

• Path Tracing n’apparaît pas : vérifiez les paramètres DirectX 12, de ray tracing matériel et de Path Tracing. Redémarrez le moteur après toute modification.

• L’image ne se nettoie pas : n’oubliez pas que les changements de caméra ou de scène peuvent invalider les échantillons. Laissez-les s’accumuler avec une caméra fixe et tenez compte du temps supplémentaire que peut entraîner l’augmentation du nombre d’échantillons dans MRQ.

• Le rendu d’intérieur est lent : évaluez la complexité de la scène et vérifiez notamment si elle contient des matériaux dont l’albédo est proche de 1,0. Ceux-ci peuvent allonger les chemins lumineux et augmenter le temps de calcul.

• Le flou de l’animation ne correspond pas aux attentes : vérifiez la répartition des échantillons spatiaux et temporels dans MRQ, ainsi que l’option Reference Motion Blur.

• La contribution de l’éclairage semble excessive : vérifiez si la géométrie emissive et la lumière locale représentent ensemble la même source.

Pour commencer, produisez un rendu de test depuis une caméra fixe. Déterminez d’abord le cadrage et les matériaux, puis comparez le nombre d’échantillons, la résolution et le temps de rendu. Vous n’êtes pas obligé d’utiliser la même répartition des échantillons pour une image fixe et une animation ; choisissez-la en fonction du flou de mouvement souhaité.

Source et licence

Ce guide a été rédigé en turc à partir des informations techniques de la documentation Path Tracer d’Unreal Engine publiée par Epic Games. La source décrit les prérequis matériels et les paramètres de projet de Path Tracer, son utilisation dans le viewport et les réglages de Movie Render Queue.