Unreal Engine Path Tracer : 5 étapes pour le rendu intérieur

La documentation officielle publiée par Epic Games pour Unreal Engine présente les étapes d’activation de Path Tracer et de production de rendus avec cette méthode. Path Tracer fonctionne de manière progressive : il calcule l’éclairage, les réflexions et les réfractions selon des principes physiques afin de produire des images photoréalistes. Ce guide aborde notamment les conditions matérielles, l’échantillonnage de la scène et les réglages de Movie Render Queue (MRQ) pour la visualisation d’intérieurs. Epic précise que certains paramètres contrôlant les permutations de shaders de matériaux propres à Path Tracer ont été introduits avec Unreal Engine 5 ; la page source ne mentionne pas de numéro de version mineure précis.

1. Vérifiez les prérequis du projet et du matériel

Commencez par vérifier les conditions matérielles et les paramètres du projet nécessaires à Path Tracer. La documentation d’Epic indique Windows 10 1809 ou une version ultérieure comme système d’exploitation, ainsi qu’une carte NVIDIA RTX ou GTX avec un pilote DXR activé. Sous Windows, le RHI par défaut doit être DirectX 12.

Dans les paramètres du projet, sélectionnez DirectX 12 via Platforms > Windows > Targeted RHIs > Default RHI. Activez ensuite Support Hardware Ray Tracing dans Engine > Rendering > Hardware Ray Tracing. Activez également la prise en charge de Path Tracer dans le même groupe de paramètres. Redémarrez le moteur pour appliquer les modifications.

Lors de l’activation du ray tracing matériel, une fenêtre d’avertissement peut demander d’activer Support Compute Skin Cache. Selon Epic, cette fonctionnalité est nécessaire au ray tracing matériel et à Path Tracer. Les projets qui ne prévoient pas d’utiliser Path Tracer dans Unreal Engine 5 peuvent désactiver l’option de génération des permutations de shaders concernées afin de réduire leur temps de compilation.

2. Examinez le rendu Path Tracer dans le viewport

Dans le Level Viewport de Level Editor, ouvrez le menu View Modes et sélectionnez Path Tracing. Tant que la caméra reste immobile, de nouveaux échantillons sont ajoutés et l’image se précise progressivement. Lorsque le nombre d’échantillons visé est atteint, le bruit résiduel est éliminé à la dernière étape si le débruitage est activé dans les paramètres Post Process.

Toute modification de la scène peut invalider les échantillons accumulés. Déplacer la caméra, modifier le cadrage, mettre à jour un matériau ou ajouter et déplacer un objet peut relancer le calcul. Ainsi, si l’image devient temporairement plus bruitée pendant l’édition, cela ne signifie pas à lui seul qu’il y a un problème de rendu.

Le temps de calcul de Path Tracer dépend de la complexité de la scène et des matériaux échantillonnés. D’après Epic, dans les scènes extérieures, les rayons peuvent quitter la scène après moins de rebonds et des trajets plus courts, ce qui accélère le calcul. En intérieur, les chemins lumineux peuvent être plus longs ; les matériaux dont l’albédo est proche de 1,0 peuvent encore les allonger. Tenez compte de cette différence lorsque vous définissez le nombre d’échantillons et planifiez les délais de production.

3. Trouvez le bon équilibre entre bruit et durée avec l’échantillonnage

La catégorie PathTracing d’un Post Process Volume comporte des paramètres tels que Max. Bounces et Samples Per Pixel. Le premier définit le nombre maximal de rebonds lumineux avant que les rayons ne soient arrêtés. Le second contrôle le nombre d’échantillons utilisés par pixel pour la convergence. Un nombre d’échantillons plus élevé peut réduire le bruit de l’image, mais augmente le temps de calcul.

Avec MRQ, la valeur Samples Per Pixel du Post Process Volume n’est pas prise en compte ; le nombre d’échantillons spatiaux par pixel se règle dans le module Anti-aliasing de MRQ. Vérifier le bon emplacement des paramètres évite de se demander pourquoi une modification ne se répercute pas sur le rendu.

Les recommandations du tableau correspondent aux scénarios d’utilisation décrits dans la documentation d’Epic ; aucune valeur unique n’est présentée comme optimale pour toutes les scènes. Les matériaux, l’éclairage et la complexité de l’intérieur pouvant influencer le résultat, testez l’effet d’une augmentation du nombre d’échantillons sur l’image et le temps de rendu.

4. Choisissez les paramètres de Movie Render Queue selon le type de sortie

MRQ permet de gérer différentes étapes de production d’images de haute qualité avec Path Tracer. Le module Path Tracer propose des contrôles propres à cette méthode de rendu. Le module Anti-aliasing permet de régler les nombres d’échantillons spatiaux et temporels ; le module Output sert à définir le dossier de sortie, le nom du fichier, la résolution et les images de début et de fin à rendre.

Pour les images fixes, Epic recommande de laisser le nombre d’échantillons temporels à 1 et d’utiliser des échantillons spatiaux. Pour les animations avec flou de mouvement de référence, il est recommandé de laisser le nombre d’échantillons spatiaux à 1 et d’augmenter le nombre d’échantillons temporels. Le nombre total d’échantillons par pixel correspond au produit des valeurs spatiale et temporelle. Dans l’exemple de la documentation, un total de 16 échantillons peut être réparti en 4 échantillons spatiaux et 4 temporels, 16 spatiaux et 1 temporel, ou 1 spatial et 16 temporels. Le choix dépend notamment du flou de mouvement attendu.

Pour les images à haute résolution, le module High Resolution de MRQ peut effectuer le rendu en tuiles séparées, puis les assembler. Epic cite une résolution de 7680 × 4320 pour les cartes RTX 3080 comme exemple de taille de tuile prise en charge ; cela ne signifie pas que la même limite s’applique à toutes les cartes graphiques. Pour les animations, des temps de préchauffage dans le module Anti-aliasing peuvent aussi être nécessaires afin de préparer correctement le chargement des niveaux et les effets visuels.

5. Vérifiez les contributions lumineuses et l’image finale

Max Path Intensity dans le Post Process Volume définit une limite supérieure visant à réduire les pixels parasites trop lumineux (fireflies). Lorsque l’option Emissive Materials est désactivée, les couleurs émissives restent visibles par la caméra, mais ne contribuent pas à l’éclairage de la scène. Cette option peut servir à vérifier si les contributions ne sont pas comptabilisées deux fois lorsqu’une même source lumineuse est représentée à la fois par une géométrie émissive et par une lumière locale.

L’option Denoiser utilise le plug-in de débruitage chargé sur le dernier échantillon. Si le plug-in n’est pas activé, cette option n’a aucun effet sur le rendu. Vérifiez que le plug-in fonctionne lorsque vous évaluez le résultat du débruitage. Les paramètres de rebonds lumineux, d’échantillonnage et de contribution lumineuse de Path Tracer se trouvent dans la catégorie PathTracing du Post Process Volume.

Erreurs fréquentes

• Ne pas redémarrer le moteur après avoir activé DirectX 12 et la prise en charge du ray tracing matériel.

• Oublier l’option Support Compute Skin Cache, requise pour le ray tracing matériel.

• Supposer que la valeur Samples Per Pixel du Post Process Volume s’applique lorsque MRQ est utilisé.

• Ne pas tenir compte de l’éventuelle augmentation du temps de rendu lorsqu’on augmente le nombre d’échantillons en intérieur.

• Utiliser le même éclairage avec un matériau émissif et une lumière locale, et compter deux fois la contribution.

Incidence sur le workflow d’architecture et de visualisation

Path Tracer peut aider les équipes d’architecture et d’architecture d’intérieur à examiner le comportement des matériaux, des réflexions et de la lumière dans des images de haute qualité. L’intégration d’Unreal Engine avec Sequencer et Movie Render Queue permet de régler le même workflow pour les animations et les rendus de production. En contrepartie, les temps de calcul plus longs en intérieur et les conditions matérielles indiquées dans la documentation doivent être pris en compte dans le planning de production. Vérifier d’abord l’image dans un cadrage fixe, puis définir l’échantillonnage MRQ en fonction du type de sortie permet de travailler de façon plus maîtrisée.