Unreal Engine GPU Lightmass et Lightmap UV : guide pour les scènes d’architecture

Dans Unreal Engine, GPU Lightmass précalcule les interactions complexes créées par les lumières statiques ou stationnaires et les stocke dans des textures lightmap appliquées à la géométrie de la scène. Ce flux de travail, décrit dans la documentation officielle d’Epic, permet de générer les données d’éclairage sur le GPU et de modifier la scène sans devoir tout recalculer. La documentation souligne également que la préparation des Lightmap UV demande une attention particulière pour obtenir un éclairage précalculé correct. GPU Lightmass est signalé comme une fonctionnalité bêta ; il convient donc de l’utiliser avec prudence dans les projets destinés à être livrés. La documentation ne précise pas de version d’Unreal Engine ; comme la page consacrée aux Lightmap UV contient également des références à UE4, les étapes ci-dessous sont présentées sans présumer d’un numéro de version.

1. Activer GPU Lightmass

Avant de commencer, vérifiez le type de mobilité des lumières de la scène. GPU Lightmass précalcule les données des lumières dont la mobilité est définie sur Static ou Stationary. Dans les projets qui utilisent uniquement un éclairage dynamique, il n’est pas nécessaire de préparer des lightmaps pour les meshes statiques.

1. Ouvrez l’onglet Plugins via Edit > Plugins. Dans la catégorie Built-In > Editor, activez le plugin GPU Lightmass. Si un avertissement vous demande de redémarrer l’éditeur, terminez d’abord la configuration du projet avant de le relancer.

2. Dans Edit > Project Settings, accédez à la section Engine > Rendering. Activez Hardware Ray Tracing > Support Hardware Ray Tracing, ainsi que Virtual Textures > Enable Virtual Texture Support et Virtual Textures > Enable Virtual Texture Lightmaps.

3. Sous Platforms > Windows, réglez Targeted RHIs > Default RHI sur DirectX 12. Redémarrez ensuite l’éditeur.

4. Dans la barre d’outils de l’éditeur de niveaux, ouvrez le menu Build et sélectionnez le panneau GPU Lightmass. Après avoir configuré les paramètres, lancez le bake de l’éclairage avec Build Lighting.

GPU Lightmass nécessite le ray tracing, mais les effets supplémentaires associés au ray tracing en temps réel — comme les ombres, l’occlusion ambiante ou les réflexions — ne sont pas indispensables. Vous pouvez les laisser désactivés si le projet ne les utilise pas par ailleurs. La documentation indique la commande console suivante pour désactiver tous les effets de ray tracing :

r.RayTracing.ForceAllRayTracingEffects 0

Pour appliquer le même réglage au lancement du projet, ajoutez cette ligne à la section [/Script/Engine.RendererSettings] du fichier DefaultEngine.ini :

[/Script/Engine.RendererSettings]
r.RayTracing.ForceAllRayTracingEffects=0

2. Besoins en mémoire et prévisualisation

Pendant le bake, GPU Lightmass doit pouvoir conserver en mémoire GPU les meshes de la scène dans leur LOD de meilleure qualité ; les LOD ne sont pas pris en compte pendant le bake. Le système de textures virtuelles peut également consommer de la mémoire supplémentaire selon la taille et la complexité de la scène. Il faut aussi prévoir de la mémoire CPU pour l’ensemble des lightmaps générées. DX12 peut généralement utiliser davantage de mémoire GPU que DX11 ; il est donc important de revoir les paramètres et le niveau de détail des contenus lorsque la mémoire disponible est limitée. En cas de mémoire insuffisante, la documentation d’Epic recommande de réduire le niveau de détail de la géométrie ou des textures, ou d’utiliser un GPU doté de plus de mémoire.

Les lightmaps en texture virtuelle ne sont pas indispensables au bake de l’éclairage. Elles sont toutefois nécessaires pour mettre à jour en temps réel les données d’éclairage dans la vue de niveau et pour pouvoir modifier la scène pendant le bake. Lorsque Viewport Realtime est activé, vous pouvez profiter de ce flux de travail interactif ; lorsqu’il est désactivé, GPU Lightmass effectue le bake nettement plus vite.

Il existe deux modes de bake. Full Bake calcule chaque objet de la scène à la résolution complète de sa lightmap ; les résultats apparaissent une fois le traitement terminé. Bake What You See (BWYS) donne la priorité aux zones et aux objets visibles dans la vue, et travaille à la résolution des parties affichées à l’écran à ce moment-là. Lorsque la vue en temps réel est activée, ce mode permet de recalculer l’éclairage au fil des modifications. BWYS peut donc être pratique pour régler la lumière dans un coin d’intérieur en gros plan ; Full Bake peut être préférable lorsque les données finales de toute la scène sont nécessaires. Il s’agit d’une interprétation, pour le flux de travail, des modes décrits dans la documentation.

3. Bien préparer les Lightmap UV

Les Lightmap UV constituent le dépliage UV utilisé par les surfaces d’un mesh statique pour stocker les informations d’éclairage et d’ombre précalculées. Contrairement aux UV de texture, chaque face doit disposer de son propre espace, sans chevauchement. Dans les UV de texture, il peut être acceptable de superposer des surfaces identiques ; cette méthode risque toutefois de mélanger les données d’éclairage dans une lightmap. L’espacement entre les îlots est également important pour réduire les artefacts de fuite liés à la compression.

La génération automatique de Lightmap UV lors de l’importation est disponible si elle n’a pas été désactivée dans la fenêtre FBX Import Options. Le système crée un nouveau dépliage lightmap à partir du canal UV utilisé pour le placement des textures, puis réorganise les îlots sans chevauchement ni wrapping et laisse un espacement adapté à la résolution cible. Cette méthode constitue un point de départ rapide pour la plupart des meshes statiques. L’outil réorganise les îlots, mais ne les découpe pas en morceaux. Si la géométrie ne permet pas d’obtenir un résultat automatique satisfaisant, préparez un dépliage personnalisé lors de la modélisation ou de l’édition des UV.

Avec des UV personnalisées, gardez autant que possible les faces logiquement liées dans un même îlot pour que la lumière se répartisse de manière fluide sur les surfaces. Les cavités profondes et les renfoncements peuvent, en revanche, être de bons endroits pour séparer les îlots. Les meshes complexes ou composés de nombreuses pièces peuvent nécessiter davantage d’îlots et d’espacement ; il peut alors falloir augmenter la résolution des lightmaps pour conserver la même qualité. La règle pratique indiquée dans la documentation d’Epic est de laisser généralement au moins quatre texels entre les îlots. Pour la grille UV, le calcul indiqué est l’inverse de la résolution cible de la lightmap ; dans l’exemple d’une résolution de 64, la documentation montre le calcul 1 / 62, obtenu en retirant une marge d’un pixel de chaque côté.

4. Flux de travail en archviz et erreurs fréquentes

GPU Lightmass peut intéresser les équipes d’archviz qui souhaitent améliorer une scène à éclairage précalculé en faisant évoluer son apparence. Le choix du matériel ne dépend toutefois pas uniquement de la puissance du GPU : la mémoire GPU, la mémoire CPU, la complexité de la scène et l’utilisation des textures virtuelles comptent également. La prise en charge de plusieurs GPU nécessite Windows 10 version 2004 ou ultérieure, ainsi que des GPU NVIDIA compatibles avec le ray tracing et reliés par SLI. Dans son exemple de test, Epic a rapporté une accélération moyenne d’environ 1,7 fois avec deux RTX-2080TI pour des scènes de taille moyenne où les lightmaps volumétriques ne sont pas très utilisées ; ce chiffre n’est pas garanti et peut varier selon la scène.

Erreurs fréquentes

• Considérer les Lightmap UV comme des UV de texture et superposer les îlots : dans une lightmap, chaque face doit avoir son propre espace.

• Ne pas laisser assez d’espace entre les îlots : des fuites de lumière ou d’ombre peuvent apparaître ; la documentation recommande généralement au moins quatre texels.

• Ne pas activer les lightmaps en texture virtuelle alors qu’une prévisualisation interactive est attendue : GPU Lightmass peut effectuer le bake, mais ce système est nécessaire au flux de modification en temps réel.

• Oublier la consommation mémoire en passant à DX12 : DX12 et les textures virtuelles peuvent nécessiter davantage de mémoire GPU.

• Intégrer directement GPU Lightmass dans un flux de production en ignorant son avertissement bêta : Epic recommande la prudence avant de l’utiliser dans un projet destiné à être livré.